​pH值是指水溶液（或水溶性溶液）的“酸性”或“碱性”程度。SLP Sørensen在1909年创造了第一个pH值刻度，以此来表示这种差异。这最终演变成了科学家今天使用的0-14 pH刻度。

与羟基（OH-）离子相比，氢（H+）离子较多的液体的pH值较低（pH<7）且酸性更强，而与OH-离子相比，氢离子较少的物质的pH值较高（pH>7）且碱性更强。同时，纯水含有等量的H+和OH-离子，因此被认为是中性的，pH值等于7。

获得灵敏的pH值测量对生物、化学、医学、农业和食品科学实验室以及其他许多实验室都非常重要。例如，食品科学家通常在罐装产品时添加柠檬酸和柠檬汁，以保持pH值低于4.6。这种酸性pH值对于防止肉毒梭菌孢子生长至关重要，后者会释放致命的神经毒素，从而导致肉毒中毒。但是，食品科学家如何确保他们的产品可以安全食用呢？首先，他们需要选择正确的电子pH计！

比色法vs电子pH计法

有两种主要的pH检测方法：比色检测和电化学检测。

比色法检测是向感兴趣的溶液中添加染料，染料根据溶液的pH值改变溶液的颜色。这些染料包括酚酞（pH值从8.2到10.0）、溴麝香草蓝（pH值从6.0到7.6）和石蕊（pH值从4.5到8.3）。

试纸检测也类似，将试纸的一端（如石蕊试纸）浸入溶液中。然后，纸张的颜色会根据溶液的pH值而变化。

这些方法普遍比较便宜，但这些选项可以测量的pH值范围是有局限的，许多方法无法测量pH值的整个范围。此外，定性使用时，比色法无法检测特定pH值。对于大多数实验室来说，使用数字pH计是一种更有益的选择。

电子pH计是如何工作的？

电子pH计由两部分组成，包括探针和显示器。探针包含两个电极：一个传感电极和一个参比电极。电极周围通常有一层薄薄的玻璃膜，膜上还覆盖着一层凝胶层。当电极置于溶液中时，溶液中的H+离子取代传感电极上的金属离子，从而产生电化学流。使用Nernst方程，pH计的软件将该流量计算成一个电压，转换成相应的pH值，并与参比电极进行比较。准确的pH值随后被输出到电子pH计的显示屏上。

电子pH计是一种非常灵敏的仪器，能够进行高精度的测量，因此需要适当的护理和清洁，以最大限度地延长使用寿命。这包括使用后适当清洁探针、经常校准和适当储存电极。

电子pH计的类型和特点

当决定升级优化实验室pH计时，用户必须考虑以下方面：

准确度：一些实验室可以在准确度为+/-0.10的情况下进行pH测量，例如在学术学习环境中，而其他实验室则要求在+/-0.001 pH范围内进行准确度测量，例如在制药实验室。

电极类型：常见的电极使用银/氯化银系统，但这些系统可以与某些物质反应，如重金属和有机化合物。或者可以使用汞/甘汞系统，但该系统更危险，需要额外小心。此外，一些实验室，如食品级实验室，必须避免使用带有玻璃膜的电极。

校准：一些pH计专用于特定应用，只能在特定pH范围内进行校准和精确测量。例如，植物科学家可能只需要4到7之间的pH计，这是大多数作物生长的环境。

内存：根据pH计的大小、软件和连接，内存的范围从几秒钟到长期存储不等。

特殊功能：一些pH计针对特定功能，比如一些实验室需要能测量不同温度的pH计，粘性液体的pH计，或者可能需要微生物学实验室使用的特定pH计。

电子pH计主要有三种类型：笔式、手持式和台式。笔式pH计是最小类型的电子pH计，易于携带。然而，这些pH计的精确度范围很广。此外，当电极变旧或损坏，及时更换电极。

手持式pH计比笔式pH计更精确。然而，它们并不是最精确的电子pH计，与稳定的实验室环境相比，它们更适合户外实验。

台式pH计是最精确的电子pH计类型，根据供应商和型号，提供符合实验室需要的电极类型、简单的校准设置、最多的内存，甚至还有其他功能，如温度调节和粘度补偿。

手动与自动电子pH计

和大多数东西一样，台式实验室pH计的设计和用途也各不相同。在更先进的pH计中，自动化pH计在几个特性和特点上往往优于手动pH计。自动pH计降低了人为错误的风险，并提供了更高的测量一致性。更容易管理，同时允许用户有更多的时间来处理要求更高的任务。此外，对于高通量实验室而言，自动化电子pH计在给定时间内的速度和样本处理方面也更优于人手操作。

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