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德國E+H儀表:PH計

Endress+Hauser

pH值,亦稱氫離子濃度指數、酸鹼值,是溶液中氫離子活度的一種標度,也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標準。通常情況下(20℃、298K左右),當pH<7的時候,溶液呈酸性,當pH>7的時候,溶液呈堿性,當pH=7的時候,溶液為中性。pH值允許小于0,如 鹽酸(10 mol/L)的pH為-1。

德國E+H PH儀表

如果某溶液所含氫離子的濃度為每升0.00001摩爾(mol/L),它的氫離子濃度指數就是5,計算方法為-lg[濃度值]。

與其相反,如果某溶液的氫離子濃度指數為5,他的氫離子濃度為0.00001摩爾每升(mol/L),計算方法為10^(-濃度指數)

氫離子濃度指數一般在0-14之間,當它為7時溶液呈中性,小于7時呈酸性,值越小,酸性越強;大于7時呈堿性,值越大,堿性越強。

pH是1909年由丹麥生物化學家Soren Peter Lauritz Sorensen提出。p來自德語Potenz(means potency, power),意思是濃度、力量,H(hydrogen ion)代表氫離子(H+);有時候pH也被寫為拉丁文形式的Pondus hydrogenii(Pondus=壓強、壓力,hydrogenii=氫)。

pH是溶液中氫離子活度的一種標度,也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標準。pH值越趨向于0表示溶液酸性越強,反之,越趨向于14表示溶液堿性越強,在常溫下,pH=7的溶液為中性溶液。

由于實際中的溶液不是理想溶液,所以僅僅用H+濃度是不可以準確測量的,因此也無法準確計算得到溶液的pH。故而應當采用H+活度,即pH=-lg aH+=-lgγ·cH+。這樣從理論上講只要知道氫離子的活度aH+就可以得到溶液的準確pH。

溶液的酸堿性和pH

溶液酸性、中性或堿性的判斷依據是:[H+]和[OH-]的濃度的相對大。谌我鉁囟葧r溶液[H+]>[OH-]時呈酸性,[H+]=[OH-]時呈中性,[H+]<[OH-]時呈堿性.但當溶液中[H+]、[OH-]較小時,直接用[H+]、[OH-]的大小關系表示溶液酸堿性強弱就顯得很不方便.為了免于用氫離子濃度負冪指數進行計算的繁瑣,丹麥生物化學家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替,并定義為"pH"。數學上定義pH為氫離子濃度的常用對數負值,即:pH=-lg[H+].

在標準溫度(25℃)和壓力下,pH=7的水溶液(如:純水)為中性,這是因為水在標準溫度和壓力下自然電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積(水的離子積常數)始終是1×10^(-14),且兩種離子的濃度都是1×10^(-7)mol/L。pH值小說明H+的濃度大于OH-的濃度,故溶液酸性強,而pH值增大則說明H+的濃度小于OH-的濃度,故溶液堿性強。所以pH值愈小,溶液的酸性愈強;pH愈大,溶液的堿性也就愈強。
通常pH值是一個介于0和14之間的數,當pH<7的時候,溶液呈酸性,當pH>7的時候,溶液呈堿性,當pH=7的時候,溶液呈中性.但在非水溶液或非標準溫度和壓力的條件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,這需要通過計算該溶劑在這種條件下的電離常數來決定pH為中性的值。如373K(100℃)的溫度下,pH=6為中性溶液。

pH的計算

在pH的計算中[H+]指的是溶液中氫離子的物質的量濃度(有時也被寫為[H3O+],水合氫離子的物質的量濃度),單位為mol/L(摩爾/升),在稀溶液中,氫離子活度約等于氫離子的濃度,可以用氫離子濃度來進行近似計算。

pH的測量

有很多方法來測量溶液的pH值:

1.在待測溶液中加入pH指示劑,不同的指示劑根據不同的pH值會變化顏色,根據指示劑的研究就可以確定pH的范圍。滴定時,可以作精確的pH標準.

2.使用pH試紙.pH試紙有廣泛試紙和精密試紙,用玻棒蘸一點待測溶液到試紙上,然后根據試紙的顏色變化并對照比色卡也可以得到溶液的pH。上方的表格就相當于一張比色卡.pH試紙不能夠顯示出油份的pH,由于pH試紙以氫鐵制成和以氫鐵來量度待測溶液的pH值,但油中沒含有氫鐵,因此pH試紙不能夠顯示出油份的pH。

3.使用pH計.pH計是一種測量溶液pH值的儀器,它通過pH選擇電極(如玻璃電極)來測量出溶液的pH。pH電極可以精確到小數點后兩位.

此外還有許多其他更為先進更為精確的pH值測算方法和手段.

德國E+H儀表:PH變送器CPM253

pH在實際生活中的應用

由pH的定義可知,pH是衡量溶液酸堿性的尺度,在很多方面需要控制溶液的酸堿,這些地方都需要知道溶液的pH:

醫學上:人體血液的pH值通常在7.35-7.45之間,如果發生波動,就是病理現象。唾液的pH值也被用于判斷病情。如夏季蚊蟲叮咬會分泌出甲酸(蟻酸),人感到癢,是因為此時pH低于7顯酸性可采用肥皂水、牙膏來增加pH值可以使人減輕痛癢感。

化學和化工上:很多化學反應需要在特定的pH下進行,否則得不到所期望的產物。

農業上:很多植物有喜酸性土壤或堿性土壤的習性,如茶的種植?刂仆寥赖膒H可以使種植的植物生長的更好。

工業應用上怎么得到液體的PH值呢,現在測量PH的儀表有很多,比如筆式PH計(pen pH meter),在線PH計,都可以隨時精確的測量出PH值。

德國E+H儀表:PH電極傳感器 CPS11

Orbisint CPS11、CPS11D

帶Memosens技術的模擬和數字pH電極 在過程和環境技術中標準應用,帶憎污PTFE隔膜,可選內置溫度傳感器。

德國E+H儀表:PH電極傳感器CPS11

應用

過程技術與監測

- 造紙、塑料化工

- 電廠(例如,煙灰洗滌器)、煅燒廠

- 食品行業(例如,發酵罐)、釀酒廠

水處理:飲用水、冷卻水、井水

性能和優點

使用PTFE大環隔膜確保電極的耐用

生物適應性

可在6bar/87psi壓力下使用

可蒸汽消毒

使用壽命長

用于高堿性的過程玻璃

可選內部Pt100或Pt1000溫度傳感器,用于精確的溫度補償

TOP 68插入系統用于可靠測量著傳輸

三種長度可選:120mm、225mm、360mm

pH復合電極帶Pt100溫度傳感器

- 只需一個電極安裝位置和一根連接電纜

- 連續、準確,帶溫度補償的pH測量系統

ESA型TOP 68連接頭,防水等級IP 68

基于MEMOSENS技術的更多優點

通過非接觸感應信號傳輸實現最大過程安全性

安全地數字化數據傳輸

傳感器特殊數據儲存功能,便于操作

傳感器加載數據的注冊實現儀表的前期維護