pH值

pH值是溶液中氫離子活度的負(fù)對數(shù)，即

pH＝－lga_H+

pH值是*常用的水質(zhì)指標(biāo)之一。天然水的pH值多在6—9范圍內(nèi)；飲用水pH值要求在6.5－8.5之間；某些工業(yè)用水的pH值必須保持在7.0—8.5之間，以防止金屬設(shè)備和管道被腐蝕。此外，pH值在廢水生化處理，評價有毒物質(zhì)的毒性等方面也具有指導(dǎo)意義。

pH值和酸度、堿度既有聯(lián)系又有區(qū)別。pH值表示水的酸堿性的強弱，而酸度或堿度是水中所含酸或堿物質(zhì)的含量。同樣酸度的溶液，如0.1mol鹽酸和0.1mol乙酸，二者的酸度都是100mmol/L，但其pH值卻大不相同。鹽酸是強酸，在水中幾乎100％電離，但pH為1；而乙酸是弱酸，在水中的電離度只有1.3％，其pH為2.9。

測定水的pH值的方法有玻璃電極法和比色法。

比色法基于各種酸堿指示劑在不同pH的水溶液中顯示不同的顏色，而每種指示劑都有一定的變色范圍。將系列已知pH值的緩沖溶液加入適當(dāng)?shù)闹甘緞┲瞥蓸?biāo)準(zhǔn)色液并封裝在小安瓿瓶內(nèi)，測定時取與緩沖溶液同量的水樣，加入與標(biāo)準(zhǔn)系列相同的指示劑，然后進行比較，以確定水樣的pH值。

該方法不適用于有色、渾濁或含較高游離氯、氧化劑、還原劑的水樣。如果粗略地測定水樣pH值，可使用pH試紙。

玻璃電極法（電位法）測定pH值是以pH玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，并將二者與被測溶液組成原電池，其電動勢為：

式中： _甘汞——飽和甘汞電極的電極電位，不隨被測溶液中氫離子活度（a_H+）變化，可視為定值；

_玻璃——pH玻璃電極的電極電位，隨被測溶液中氫離子活度變化。_玻璃可用能斯特方程式表達，故上式表示為（25℃時）

E_電池＝ _甘汞—（ ₀+0.0591ga_H+）＝K+0.059pH

可見，只要測知E_電池，就能求出被測溶液pH。在實際測定中，準(zhǔn)確求得K值比較困難，故不采用計算方法，而以已知pH值的溶液作標(biāo)準(zhǔn)進行校準(zhǔn)，用pH計直接測出被測溶液pH。

設(shè)pH標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測溶液的pH值分別為pH_s和pH_x，其相應(yīng)原電池的電動勢分別為E_s和E_x，則25℃時：

E_s＝K＋0.059pHs

E_x＝K+0.059pHx

兩式相減并移項得：

可見，pH_x是以標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH_s為基準(zhǔn)，并通過比較E_x與E_s的差值確定的。25℃條件下，二者之差每變化59mV，則相應(yīng)變化1pH。pH計的種類雖多，操作方法也不盡相同，但都是依據(jù)上述原理測定溶液pH值的。

pH玻璃電極的內(nèi)阻一般高達幾十到幾百兆歐，所以與之匹配的pH計都是高阻抗輸入的晶體管毫伏計或電子電位差計。為校正溫度對pH測定的影響，pH計上都設(shè)有溫度補償裝置。為簡化操作，使用方便和適于現(xiàn)場使用，已廣泛使用復(fù)合pH電極，制成多種袖珍式和筆式pH計。

玻璃電極測定法準(zhǔn)確、快速、受水體色度、濁度、膠體物質(zhì)、氧化劑、還原劑及鹽度等因素的干擾程度小。