pH值

pH值

pH值是溶液中氢离子活度的负对数，即

pH＝－lga_H+

pH值是*常用的水质指标之一。天然水的pH值多在6—9范围内；饮用水pH值要求在6.5－8.5之间；某些工业用水的pH值必须保持在7.0—8.5之间，以防止金属设备和管道被腐蚀。此外，pH值在废水生化处理，评价有毒物质的毒性等方面也具有指导意义。

pH值和酸度、碱度既有联系又有区别。pH值表示水的酸碱性的强弱，而酸度或碱度是水中所含酸或碱物质的含量。同样酸度的溶液，如0.1mol盐酸和0.1mol乙酸，二者的酸度都是100mmol/L，但其pH值却大不相同。盐酸是强酸，在水中几乎100％电离，但pH为1；而乙酸是弱酸，在水中的电离度只有1.3％，其pH为2.9。

测定水的pH值的方法有玻璃电极法和比色法。

比色法基于各种酸碱指示剂在不同pH的水溶液中显示不同的颜色，而每种指示剂都有一定的变色范围。将系列已知pH值的缓冲溶液加入适当的指示剂制成标准色液并封装在小安瓿瓶内，测定时取与缓冲溶液同量的水样，加入与标准系列相同的指示剂，然后进行比较，以确定水样的pH值。

该方法不适用于有色、浑浊或含较高游离氯、氧化剂、还原剂的水样。如果粗略地测定水样pH值，可使用pH试纸。

玻璃电极法（电位法）测定pH值是以pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，并将二者与被测溶液组成原电池，其电动势为：

式中： _甘汞——饱和甘汞电极的电极电位，不随被测溶液中氢离子活度（a_H+）变化，可视为定值；

_玻璃——pH玻璃电极的电极电位，随被测溶液中氢离子活度变化。_玻璃可用能斯特方程式表达，故上式表示为（25℃时）

E_电池＝ _甘汞—（ ₀+0.0591ga_H+）＝K+0.059pH

可见，只要测知E_电池，就能求出被测溶液pH。在实际测定中，准确求得K值比较困难，故不采用计算方法，而以已知pH值的溶液作标准进行校准，用pH计直接测出被测溶液pH。

设pH标准溶液和被测溶液的pH值分别为pH_s和pH_x，其相应原电池的电动势分别为E_s和E_x，则25℃时：

E_s＝K＋0.059pHs

E_x＝K+0.059pHx

两式相减并移项得：

可见，pH_x是以标准溶液的pH_s为基准，并通过比较E_x与E_s的差值确定的。25℃条件下，二者之差每变化59mV，则相应变化1pH。pH计的种类虽多，操作方法也不尽相同，但都是依据上述原理测定溶液pH值的。

pH玻璃电极的内阻一般高达几十到几百兆欧，所以与之匹配的pH计都是高阻抗输入的晶体管毫伏计或电子电位差计。为校正温度对pH测定的影响，pH计上都设有温度补偿装置。为简化操作，使用方便和适于现场使用，已广泛使用复合pH电极，制成多种袖珍式和笔式pH计。

玻璃电极测定法准确、快速、受水体色度、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及盐度等因素的干扰程度小。