(一)原理
用酸度計進行電位測量是測量pH最精密的方法。pH計由三個部件構(gòu)成：
(1)一個參比電極；
(2)一個玻璃電極其電位取決于周圍溶液的pH；
(3)一個電流計該電流計能在電阻極大的電路中測量出微小的電位差。由于采用最新的電極設(shè)計和固體電路技術(shù)現(xiàn)在最好的pH可分辨出0.005pH單位。參比電極的基本功能是維持一個恒定的電位作為測量各種偏離電位的對照。銀-氧化銀電極是目前pH中最常用的參比電極。玻璃電極的功能是建立一個對所測量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差。把對pH敏感的電極和參比電極放在同一溶液中就組成一個原電池該電池的電位是玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和。E電池＝E參比+E玻璃如果溫度恒定這個電池的電位隨待測溶液的pH變化而變化而測量酸度計中的電池產(chǎn)生的電位是困難的因其電動勢非常小且電路的阻抗又非常大(1－100MΩ)；因此必須把信號放大使其足以推動標(biāo)準(zhǔn)毫伏表或毫安表。電流計的功能就是將原電池的電位放大若干倍放大了的信號通過電表顯示出電表指針偏轉(zhuǎn)的程度表示其推動的信號的強度，為了使用上的需要pH電流表的表盤刻有相應(yīng)的pH數(shù)值；而數(shù)字式pH計則直接以數(shù)字顯出pH值。
(二)調(diào)試
實驗室常用的酸度計有老式的國產(chǎn)雷磁25型酸度計(最小分度0.1單位)和pHS-2型酸度計(最小分度0.02單位)這類酸度計的pH值是以電表指針顯示。新式數(shù)字式pH計有國產(chǎn)的科立龍公司的KL系列其設(shè)定溫度和pH值都在屏幕上以數(shù)字的形式顯示。無論哪種pH計在使用前均需用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進行二重點校對。
首先閱讀儀器使用說明書接通電源安裝電極。在小燒杯中加入pH值為7.0的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，將電極浸入輕輕搖動燒杯使電極所接觸的溶液均勻。按不同的pH計所附的說明書讀取溶液的pH值校對pH計使其讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(pH7.0)的實際值相同并穩(wěn)定；然后再將電極從溶液中取出并用蒸餾水充分淋洗將小燒杯中換入pH4.01或0.01的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液把電極浸入重復(fù)上述步驟使其讀數(shù)穩(wěn)定。這樣就完成了二重點校正；校正完畢用蒸餾水沖洗電極和燒杯。校正后切勿再旋轉(zhuǎn)定位調(diào)節(jié)器否則必須重新校正。
(三)使用
所測溶液的溫度應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的溫度相同。因此使用前必須調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)器或斜率調(diào)節(jié)旋鈕。先進的pH計在線路中安插有溫度補償系統(tǒng)儀器經(jīng)初次較正后能自動調(diào)整溫度變化。測量時先用蒸餾水沖洗兩電極用濾紙輕輕吸干電極上殘余的溶液或用待測液洗電極。然后將電極浸入盛有待測溶液的燒杯中輕輕搖動燒杯使溶液均勻按下讀數(shù)開關(guān)指針?biāo)傅臄?shù)值即為待測溶液的pH值重復(fù)幾次直到數(shù)值不變(數(shù)字式pH計在約10s內(nèi)數(shù)值變化少于0.01pH值時)表明已達到穩(wěn)定讀數(shù)。測量完畢關(guān)閉電源沖洗電極玻璃電極要浸泡在蒸餾水中。
(四)保養(yǎng)及注意事項
玻璃電極在初次使用前必須在蒸餾水中浸泡一晝夜以上平時也應(yīng)浸泡在蒸餾水中以備隨時使用。玻璃電極不要與強吸水溶劑接觸太久在強堿溶液中使用應(yīng)盡快操作用畢立即用水洗凈玻璃電極球泡膜很薄不能與玻璃杯及硬物相碰；玻璃膜沾上油污時應(yīng)先用酒精再用四氯化碳或乙醚最后用酒精浸泡再用蒸餾水洗凈。如測定含蛋白質(zhì)的溶液的pH時電極表面被蛋白質(zhì)污染，油漆測厚儀導(dǎo)致讀數(shù)不可靠也不穩(wěn)定出現(xiàn)誤差這時可將電極浸泡在稀HCl（0.1mol/L）中4－6分鐘來矯正。電極清洗后只能用濾紙輕輕吸干切勿用織物擦抹這會使電極產(chǎn)生靜電荷而導(dǎo)致讀數(shù)錯誤。甘汞電極在使用時注意電極內(nèi)要充滿氯化鉀溶液應(yīng)無氣泡防止斷路。應(yīng)有少許氯化鉀結(jié)晶存在以使溶液保持飽和狀態(tài)使用時撥去電極上頂端的橡皮塞從毛細管中流出少量的氯化鉀溶液使測定結(jié)果可靠。
另外pH測定的準(zhǔn)確性取決于標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的準(zhǔn)確性。酸度計用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液要求有較大的穩(wěn)定性較小的溫度依賴性。
