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德国E+H仪表:PH计

Endress+Hauser

pH值,亦称氢离子浓度指数、酸鹼值,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。通常情况下(20℃、298K左右),当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液为中性。pH值允许小于0,如 盐酸(10 mol/L)的pH为-1。

德国E+H PH仪表

如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001摩尔(mol/L),它的氢离子浓度指数就是5,计算方法为-lg[浓度值]。

与其相反,如果某溶液的氢离子浓度指数为5,他的氢离子浓度为0.00001摩尔每升(mol/L),计算方法为10^(-浓度指数)

氢离子浓度指数一般在0-14之间,当它为7时溶液呈中性,小于7时呈酸性,值越小,酸性越强;大于7时呈碱性,值越大,碱性越强。

pH是1909年由丹麦生物化学家Soren Peter Lauritz Sorensen提出。p来自德语Potenz(means potency, power),意思是浓度、力量,H(hydrogen ion)代表氢离子(H+);有时候pH也被写为拉丁文形式的Pondus hydrogenii(Pondus=压强、压力,hydrogenii=氢)。

pH是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强,反之,越趋向于14表示溶液碱性越强,在常温下,pH=7的溶液为中性溶液。

由于实际中的溶液不是理想溶液,所以仅仅用H+浓度是不可以准确测量的,因此也无法准确计算得到溶液的pH。故而应当采用H+活度,即pH=-lg aH+=-lgγ·cH+。这样从理论上讲只要知道氢离子的活度aH+就可以得到溶液的准确pH。

溶液的酸碱性和pH

溶液酸性、中性或碱性的判断依据是:[H+]和[OH-]的浓度的相对大小.在任意温度时溶液[H+]>[OH-]时呈酸性,[H+]=[OH-]时呈中性,[H+]<[OH-]时呈碱性.但当溶液中[H+]、[OH-]较小时,直接用[H+]、[OH-]的大小关系表示溶液酸碱性强弱就显得很不方便.为了免于用氢离子浓度负幂指数进行计算的繁琐,丹麦生物化学家泽伦森(Soernsen)在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替,并定义为"pH"。数学上定义pH为氢离子浓度的常用对数负值,即:pH=-lg[H+].

在标准温度(25℃)和压力下,pH=7的水溶液(如:纯水)为中性,这是因为水在标准温度和压力下自然电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的乘积(水的离子积常数)始终是1×10^(-14),且两种离子的浓度都是1×10^(-7)mol/L。pH值小说明H+的浓度大于OH-的浓度,故溶液酸性强,而pH值增大则说明H+的浓度小于OH-的浓度,故溶液碱性强。所以pH值愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。
通常pH值是一个介于0和14之间的数,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液呈中性.但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,pH=6为中性溶液。

pH的计算

在pH的计算中[H+]指的是溶液中氢离子的物质的量浓度(有时也被写为[H3O+],水合氢离子的物质的量浓度),单位为mol/L(摩尔/升),在稀溶液中,氢离子活度约等于氢离子的浓度,可以用氢离子浓度来进行近似计算。

pH的测量

有很多方法来测量溶液的pH值:

1.在待测溶液中加入pH指示剂,不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色,根据指示剂的研究就可以确定pH的范围。滴定时,可以作精确的pH标准.

2.使用pH试纸.pH试纸有广泛试纸和精密试纸,用玻棒蘸一点待测溶液到试纸上,然后根据试纸的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的pH。上方的表格就相当于一张比色卡.pH试纸不能够显示出油份的pH,由于pH试纸以氢铁制成和以氢铁来量度待测溶液的pH值,但油中没含有氢铁,因此pH试纸不能够显示出油份的pH。

3.使用pH计.pH计是一种测量溶液pH值的仪器,它通过pH选择电极(如玻璃电极)来测量出溶液的pH。pH电极可以精确到小数点后两位.

此外还有许多其他更为先进更为精确的pH值测算方法和手段.

德国E+H仪表:PH变送器CPM253

pH在实际生活中的应用

由pH的定义可知,pH是衡量溶液酸碱性的尺度,在很多方面需要控制溶液的酸碱,这些地方都需要知道溶液的pH:

医学上:人体血液的pH值通常在7.35-7.45之间,如果发生波动,就是病理现象。唾液的pH值也被用于判断病情。如夏季蚊虫叮咬会分泌出甲酸(蚁酸),人感到痒,是因为此时pH低于7显酸性可采用肥皂水、牙膏来增加pH值可以使人减轻痛痒感。

化学和化工上:很多化学反应需要在特定的pH下进行,否则得不到所期望的产物。

农业上:很多植物有喜酸性土壤或碱性土壤的习性,如茶的种植。控制土壤的pH可以使种植的植物生长的更好。

工业应用上怎么得到液体的PH值呢,现在测量PH的仪表有很多,比如笔式PH计(pen pH meter),在线PH计,都可以随时精确的测量出PH值。

德国E+H仪表:PH电极传感器 CPS11

Orbisint CPS11、CPS11D

带Memosens技术的模拟和数字pH电极 在过程和环境技术中标准应用,带憎污PTFE隔膜,可选内置温度传感器。

德国E+H仪表:PH电极传感器CPS11

应用

过程技术与监测

- 造纸、塑料化工

- 电厂(例如,烟灰洗涤器)、煅烧厂

- 食品行业(例如,发酵罐)、酿酒厂

水处理:饮用水、冷却水、井水

性能和优点

使用PTFE大环隔膜确保电极的耐用

生物适应性

可在6bar/87psi压力下使用

可蒸汽消毒

使用寿命长

用于高碱性的过程玻璃

可选内部Pt100或Pt1000温度传感器,用于精确的温度补偿

TOP 68插入系统用于可靠测量着传输

三种长度可选:120mm、225mm、360mm

pH复合电极带Pt100温度传感器

- 只需一个电极安装位置和一根连接电缆

- 连续、准确,带温度补偿的pH测量系统

ESA型TOP 68连接头,防水等级IP 68

基于MEMOSENS技术的更多优点

通过非接触感应信号传输实现最大过程安全性

安全地数字化数据传输

传感器特殊数据储存功能,便于操作

传感器加载数据的注册实现仪表的前期维护