关于酸度的基本概念及酸度计各检定项目的重要性

　　酸度是化工材料的重要特性之一， 以pH值表示的酸度是一个重要的物化特性参数， 其与国防、 化工、冶金、纺织、化纤、石油等工业生产和环境保护密切相关。

　　一、酸度的基本概念

　　溶液的酸度可以直接用氢离子活度表示(活度指离子在化学反应中起作用的有效浓度， 但一般情况下，溶液中氢离子活度都很小， 通常在 (10-3~10-10)mol/L范围内，用这么小的数来表示或者比较溶液的酸度显然很不方便。而溶液酸度的最重要区别是氢离子活度在数量级上的差别，为此，规定以氢离子活度的负对数表示溶液的酸度值。 其定义为pH=-lgα′H，(式中，α′H为氢离子活度)。 平时我们说酸度为5pH，也就是说，溶液中H+的活度为10-5mol/L，即-lg10-5=5pH。

　　二、测量方法及原理

　　我们了解了酸度的概念以后，就要想办法测出溶液中H+的活度。 pH计就是利用电势法测量溶液酸度值的。电势法测量pH值的原理是： 当一个对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时，就产生一个电动势， 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。因此通过对电池电动势的测量，即可确定溶液的酸度。

　　假定该电池采用无液接界电池，则电池电动势

　　式中：R———气体常数，8.3143J·K-1·mol-1;T———热力学温度，(273.15+t)， 单位为K;F———法拉第常数，9.648530×104C·mol-1。

　　式中，2.3026RTF称为对氢离子可逆电极的理论电极转换系数，其定义是：当被测溶液pH值改变1个单位时电极电势的改变量，即

　　实际使用时，按式(1)方法计算pH值存在许多困难， 况且通常pH测量都是采用有液接界测量电池进行的。参比电极电势又受各种条件影响而各不相同，因此，在实际工作中均采用已知pHs值的标准缓冲溶液来测量样品的pHx值。 若两次测量中φ参比和液接界电势保持不变，则得到pH的实用定义：

　　现今pH计的原理和结构设计都是以pH操作定义作为基础的。

　　三、问题探讨

　　1.为什么将“电计温度补偿器误差”作为检定项目?从式(2)可看出k值是温度的函数，它随温度的变化而变化，因此，pH计必须设置温度补偿调节器。 有手动和自动温度补偿器两种， 温度补偿器只能补偿电极转换系数随温度的变化。 若温度补偿器有误差时，假如误差为+1℃，那么引起的pH示值变化计算如下：

　　若被测溶液为15℃，根据式(2)，则

　　因为温度补偿器误差为+1℃，那么示值为15℃时的实际值为14℃，同上计算得k14℃=56.9763。