[摘要]：酸度计简称ph计，是根据ph实际定义采用氢离子选择性电极测量水溶液ph值的一种广泛使用的化学分析仪器，是用其电势法测量ph。本文对其原理以及结构组成进行简要论述，并对酸度计的使用过程应该注意的事项进行详细的阐述。对酸度的使用和维护具有一定的帮助。
关键字：酸度计，原理，分类，使用，保养，维护
引言：
酸度计是一种常用的仪器设备,又名ph计。主要用来精密测量液体介质的酸碱度值,配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位mv值，广泛应用于工业,农业,科研,环保等领域.使用中若能够合理维护电极、按要求配制标准缓冲液和正确操作电计,可大大减小ph示值误差，从而提高化学实验、检验数据的可靠性。
以下酸度计主要以中国福建省福安市科立龙电子有限公司生产的酸度计进行阐述，酸度计常用的种类主要分为工业在线酸度计，台式酸度计，便携式酸度计，笔式酸度计四大类别，如图1。
图1
1.酸度计的原理
ph值的测量方法主要有两种:比色法和电测法。测量范围0～14ph。比色法是通过ph试纸颜色的变化测量溶液的ph值，是采用有些指示剂在不同的酸碱度下能呈现能变化或变化为不同颜色这一种特性来测量溶液酸碱度的一种方法。此方法方便、快捷，但比色法受因溶液本身颜色或含蛋白质等干扰而限制采用，这种方法只适用于分辨力大于0.5ph值的测量，而对于分辨力小于0.5ph的测量，目前基本已淘汰比色法。我们均采用电计测法即用酸度计进行。以下主要介绍这种测量方法。
酸度计（以下简称ph计）是根据ph实用定义采用氢离了选择性电极测量水溶液ph值的一种广泛使用的化学分析仪器，是用其电势法测量ph。其原理是:当一个氢离子可逆的指示电极和一个参比电极同时浸入在某一溶液中组成原电池（参比电极电位原则是不变的，并应己知），在一定的温度下产生一个电动势，这个电动势与溶液的氢离子活度有关，而与其他离子的存在关系很小（如图2所示）。25℃下液相中氢离子活度为lmol/kg，气相氢气压为1.01325×（1个大气压），这时的氢电极称为标准氢电极，它的电极电势为零。任何电极的电势都可以依据这个标准氢电极来度量。将待测电极与标准氢电极连接，温度控制在25℃,所测的电池电动势称为标准电极电势。因此，待测溶液ph的变化可以直接表示为它所构成的电池电动势的变化:
式中:r为摩尔气体常数（8.3143j/mol·k）;f为法拉第常数（96487.0c/mol）;t为绝温度（273.15℃+t）;eo为标准电极电位，v。
由上式可知，测得电池电动势后，可以计算出溶液的ph值。ph值的数值跟产生的电动势电压（一般在±500mv以内）有很大的关系。目前广泛使用的ph计就是根据这一原理而设计的。
2.酸度计的结构组成
酸度计有三个部件组成，包括一个参比电路，一个指示电极和一个电流计，简单的说就是电极和电流计组成。
2.1参比电极
常用的参比电极是甘汞电极。它是由汞（hg）和甘汞（hg2cl2）的糊状物装入一定浓度的（kcl）溶液中构成的。汞上面插入铂丝，与外导线相连，kcl溶液盛在底部玻璃管内，管的下端开口用陶瓷塞塞住，通过塞内的毛细孔，在测量时允许有少量kcl溶液向外渗漏，但绝不允许被测溶液向管内渗漏，否则将影响电极读数的重现性，导致不准确的结果。为了避免出现这种结果，使用甘汞电极时把它上面的小橡皮塞拔下，以维持管内足够的液位压差，断绝被测溶液通过毛细孔渗入的可能性。在使用甘汞电极时还应注意，kcl溶液要浸没内部小玻璃管的下口，并且在弯管内不允许有气泡将溶液隔断。
甘汞电极做成下管较细的弯管，有助于调节与玻璃电极间的距离，以便在直径较小的容器内也可以插入进行测量。甘汞电极在不用时，可用橡皮套将下端毛细孔套住或浸在kcl溶液中，但不要与玻璃电极同时浸在去离子水中保存。甘汞电极的电极电势只随电极内装的kcl溶液浓度（实质上是cl-离子浓度）而改变，不随待测溶液的ph值不同而变化。通常所用的饱和kcl溶液的甘汞电极的电极电势为0.2415v，而用0.1mol•dm-3kcl溶液的甘汞电极，其电极电势为0.2810v。
2指示电极
2.2.1玻璃电极
由玻璃支杆、玻璃膜、内参比溶液、内参比电极、电极帽、电线等组成。
玻璃支杆；玻璃膜：由特殊成份组成的对氢离子敏感的玻璃膜组成。玻璃膜一般呈球泡状；球泡内充入内参比溶液（中性磷酸盐和氯化钾的混合溶液）；插入内参比电极（一般用银/氯化银电极），用电极帽封接引出电线，装上插口，就成为一支ph指示电极。市场销售的zui常用的指示电极是231玻璃ph电极。
玻璃电极的关键部分是连接在玻璃管下端的、用特制玻璃（其组成：sio2，na2o和cao的质量分数分别为0.72，0.22和0.06）制成的半圆球形玻璃薄膜，膜厚50μm。在玻璃薄膜圆球内装有一定浓度的hcl溶液（常用0.1mol•dm-3hci），并将覆盖有一薄层agcl的银丝插入hcl溶液中，再用导线接出，即构成一个玻璃电极。
当玻璃电极浸入待测ph值的溶液中时，玻璃薄膜内外两侧都因吸水膨润而分别形成两个极薄的水化凝胶层，中间则仍为干玻璃层。在进行ph测定时，玻璃膜外侧与待测ph溶液的相界面上要发生离子交换，有h+离子进出；同样，玻璃膜内侧与膜内装的0.1mol•dm-3hci溶液的相界面上也要发生离子交换，也有h+离子进出。由于玻璃膜两侧溶液中h+离子浓度的差异，以及玻璃膜水化凝胶层内离子扩散的影响，就逐渐在膜外侧和膜内侧两个相界面之间建立起一个相对稳定的电势差，称为膜电势。由于膜内侧hcl溶液中c（h+）=0.1mol•dm-3，为定值，当玻璃膜内离子扩散情况稳定后，它对膜电势的影响也为定值，因此膜电势就只取决于膜外侧待测ph溶液中的h+浓度（c（h+））。在膜电势与agcl-ag电极的电势合并后，即得玻璃电极的电极电势:φ玻璃电极=φ0玻璃电极+（2.303rt/2f）×lg［c（h+）］／c0］2.
2.2.2复合电极
目前市场使用的电极为复合电极的情况越来越普遍，详细复合电极概念介绍如下，注意复合电极只是复合了以上两种电极的功能，简单明了操作功能。
外壳为塑料的就称为塑壳ph复合电极。外壳为玻璃的就称为玻璃ph复合电极。ph复合电极的结构主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界、电极帽、电极导线、插口等组成。
⑴电极球泡：它是由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在0.1～0.2mm左右，电阻值<250兆欧25℃。
⑵玻璃支持管：是支持电极球泡的玻璃管体,由电绝缘性优良的铅玻璃制成，其膨胀系数应与电极球泡玻璃一致。
⑶内参比电极：为银/氯化银电极，主要作用是引出电极电位，要求其电位稳定，温度系数小。
⑷内参比溶液：零电位为7ph的内参比溶液，是中性磷酸盐和氯化钾的混合溶液，玻璃电极与参比电极构成电池建立零电位的ph值，主要取决于内参比溶液的ph值及氯离子浓度。
⑸电极塑壳：电极塑壳是支持玻璃电极和液接界，盛放外参比溶液的壳体，由聚碳酸酯塑压成型。
⑹外参比电极：为银/氯化银电极，作用是提供与保持一个固定的参比电势，要求电位稳定，重现性好，温度系数小。
⑺外参比溶液：为3.3mol/l的氯化钾凝胶电解质，不易流失，无需添加。
⑻砂芯液接界：液接界是构通外参比溶液和被测溶液的连接部件，要求渗透量稳定。
⑼电极导线：为低噪音金属屏蔽线，内芯与内参比电极连接，屏蔽层与外参比电极连接。
2.3电流计
电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍，放大了的信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，酸度计电流表的表盘刻有相应的ph数值；而数字式ph计酸度计则直接以数字显出ph值。
3.酸度计的分类
酸度计一般可以按照应用场合、仪器精度、读数指示、元器件类型进行分类：
1.据仪器精度分类：可分为0.2级、0.1级、0.02级、0.01级和0.001级，数字越小，精度越高。2.根据元器件类型分类：可分为晶体管式、集成电路式和单片机微电脑式，现在更多的是应用微电脑芯片，大大减少了仪器体积和单机成本，但芯片的开发成本很贵。3.根据应用场合分类：可分为笔式ph计、便携式ph计、实验室台式ph计和工业ph计等。笔式ph计主要用于代替ph试纸的功能，具有精度低、使用方便的特点。便携式ph计主要用于现场和野外测试方式，要求较高的精度和完善的功能。实验室ph计是一种台式高精度分析仪表，要求精度高、功能全，有些包括打印输出、数据处理等等。工业ph计是用于工业流程的连续测量，不仅要有测量显示功能，还要有报警和控制功能，以及安装、清洗、抗干扰等等问题的考虑。3.4根据读数指示分类：可分为指针式和数字显示式二种。指针式ph计现在已很少使用，但指针式仪表能够显示数据的连续变化过程，因此在滴定分析中还有使用。
4.酸度计的正确使用与维护
4.1正确使用与保养电极
目前科立龙公司的产品使用的电极都是复合电极，其优点是使用方便，不受氧化性或还原性物质的影响，且平衡速度较快。例如201dhph电极，201wph电极均为复合电极，如图3。使用时，将电极加液口上所套的橡胶套和下端的橡皮套全取下，以保持电极内氯化钾溶液的液压差。下面就把电极的