pH 測量理論

術語pH由負對數符號“p”和氫元素符號“H”組成。組合在一起是指氫濃度的負對數值。pH值是一種用于比較指定溫度下溶液相對酸堿度的便捷方法。pH值7表示溶液為中性，因為氫離子和氫氧根離子的濃度相等。當pH值低于7時，溶液為酸性，因為氫離子的濃度大于氫氧根離子的濃度。隨著氫離子濃度的增加和pH值的降低，溶液的酸性變強。相反，當pH值高于7時，溶液為堿性，因為氫氧根離子的濃度大于氫離子的濃度。

pH電極理論

溶液中氫離子的濃度通過由傳感電極、參比電極和pH計組成的pH測量系統進行測量。當pH傳感電極與樣品接觸時，傳感膜上產生電位，且該膜電位隨pH值而變化。該傳感電極稱為半電池，參比電極額外提供一個不變電位以進行定量比較。復合pH電極由一個傳感電極和一個內置在同一電極體中的參比電極組成。復合電極提供與半電池系統相同的選擇性和響應，但僅可使用和維護一個電極。pH計作為讀出設備，用于計算參比電極和傳感電極電位之間的差值（單位為毫伏）。毫伏響應用于計算儀表上顯示的pH讀數。讀數之前，應參考已知pH標準緩沖液（可追溯到NIST標準）進行系統校正。

電極符合能斯特方程：E=Eo+(2.3RT/nF)logaH⁺

E為傳感電極的測量電位，Eo為參比電極的固定電位，（2.3RT/nF）為能斯特因子，logaH+為pH值。能斯特因子2.3RT/nF中包含氣體定律常數（R）、法拉第常數（F）、開爾文溫度（T）和離子電荷（n）。對于pH，其中n=1，能斯特因子為2.3RT/F。由于R和F為常數，因此，因子和電極行為取決于溫度。

電極響應曲線的斜率為待測離子電極響應的量度值，也就是能斯特因子。當溫度為25℃時，理論能斯特斜率為59.16mV/pH。ThermoScientificpH計將斜率顯示為理論值的百分比。例如，對于兩點校正，斜率98.5%相當于58.27mV/pH。pH計檢測pH傳感球泡信號、參比信號和溫度信號，并使用這些值通過Nernst方程計算pH值。ThermoScientific?pH計內含常用緩沖液的pH值與溫度值。儀表可識別特定pH緩沖液并使用測量溫度下正確的緩沖液值進行校正。