【求助】表面ph计工作原理

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请参考

为什么我们把醋列为酸类?原因是醋中含有过量的水合氢离子(H3O+)，溶液中过量的水合 氢离子，会使溶液呈酸性。相反含有过量氢氧根离子(OH–)的溶液，则呈碱性。在纯水体 系中水合氢离子和氢氧根离子相互中和。我们称这种溶液的pH 值为中性。
H3O++OH-= 2H2O
凡是能释放出氢离子或质子的物质叫酸，此溶液既为酸性。盐酸、硫酸、醋酸或醋是一 些众所周知的酸。以下是醋酸的分解式：
CH3COOH+H2O ←→ CH3COO-+H3O+
不是每一种酸的酸性都一样强。溶液的确切酸度，是由溶液中氢离子总数所决定的。pH 值的定义是指溶液中氢离子浓度的负对数(准确地说,是由溶液中氢离子的活度所决定)。
通过pH 值测量，物质的酸碱度可以进行量化。
pH7至14属于碱性范围，在此范围中氢氧根离子（OH–）过量。这种溶液的pH 值是由 溶于水溶液的碱基所造成的，碱基分解释放出的氢氧根离子使溶液呈碱性。氢氧化钠、氨水和碳酸盐是众所周知的碱。
NH3+H2O ←→ NH4++OH-
水溶液的pH 范围包括酸性范围和碱性范围，数值从0至14。 pH0 至7称为酸性， pH7至14称为碱性，pH 为7时，则称为中性。

根据丹麦科学家Sorenson的定义，pH为H3O+离子浓度的负对数：
pH=-logH3O+
从以上的公式可以看出，如果H3O+离子浓度每改变十倍，pH值就会改变一个单位。这很好阐明了测量出样品pH很小变化的重要性。
通常，pH理论描述为H+的浓度，但正确的应描述为水合氢离子H3O+的活度。
不但酸和碱能解离出水合氢离子或氢氧根离子，而且纯水也能解离为水合氢离子或氢氧根离子
2H2O←→H3O++OH-
当H3O+和OH-总数相同的时候，溶液呈中性。即[H3O+]和 [OH-]都为10
-7mol/L时，pH为pH7。当H3O+浓度更高时，pH值呈酸性范围，如H3O+浓度为10-3mol/L时（[OH-] = 10-11 mol/L）pH值为3.

电化学测量原理

测量pH 必须使用对氢离子敏感的指示电极。测量的原理是使用一个对氢离子感应的玻璃膜传感器，检测传感器与样品溶液间产生的信号。然而,单单有pH 电极的指示电位是不够的，我们还需要第二电极。第二电极可以为指示电极提供稳定的参比信号或电位。 测量pH 值必须一起使用这两种不同电位的电极。pH 电极根据氢离子浓度而产生电信号， 电信号的大小决定了溶液的酸碱度。
参比电极则对氢离子浓度无响应，因此可以为pH 指示电极提供相同、稳定的电位 两电极间的电位可决定溶液的pH 值，即溶液中氢离子的数量。电位与溶液中氢离子浓 度呈线性函数关系：
E = E0 + 2.3RT / nF * log [H3O+]=E0-59.16pH
E =测量电位
E0 =常数
R =气体常数
T =开氏温度
N =离子价数
F =法拉第常数