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**節 酸度計和離子計的使用

測定溶液pH的儀器是酸度計（又稱pH計），是根據pH的實用定義設計而成的。測定溶液中待測離子的活（濃）度的儀器是離子計。酸度計由于都是測量具有高內阻化學電池兩電極間的電動勢，因此其結構原理基本相同，甚至往往同一臺儀器具有多種功能，既可測量pH和pX，又可測量mV。此類儀器有電位差計式、直讀式（直接讀取pH、mV和pX）和數字顯示式（直接顯示pH、mV和PX）。有些數字顯示式儀器濃度值還可以直接讀取被測離子的濃度。酸度計和離子計都屬小型儀器，其結構簡單，體積小，如果具有直流電源，還可以提攜到野外進行環境監測。酸度計和離子計按其精度不同可分為0.1pH（pX）、0.02pH（pX）、0.01pH（pX）和0.001pH（pX）等不同等級；使用者可根據需要選擇不同類型儀器。

一、儀器基本結構

實驗室用酸度計和離子計的型號很多，但其結構一般均由兩部分組成，即電極系統和高阻抗毫伏計兩部分。電極與待測溶液組成原電池，以毫伏計測量電極間電位差，電位差經放大電路放大后，由電流表或數碼管顯示。

根據pH玻璃電極和各種離子選擇性電極（ion selective electrode）的特性，要求酸度計和離子計有較高的阻抗，具有正負極性，能測量試液的正負離子；儀器要有較好的穩定性，因此在儀器的輸入部分由輸入阻抗較高的場效應晶體管組成差分對電路，由雙三極管組成的恒流源，保證差分對的工作點固定不變以減少信號的漂移程度；儀器中設有濾波電路，以防止高頻信號的干擾；溫度補償網絡的作用是使電極信號不受溫度變化的影響。具有濃度直讀功能的離子計，還加入了反對數放大器，把pX值換算成被測離子的濃度值由顯示器直接顯示出來。

二、儀器工作原理

酸度計的化學電池中，指示電極為pH玻璃電極，參比電極為飽和甘汞電極。現在酸度計多使用將二者組合在一起的pH復合電極。

離子計的化學電池中，指示電極多為各種離子選擇性電極，參比電極亦多為飽和甘汞電極。這兩種儀器的工作原理相同。在測量過程中，儀器的化學電池所產生的電位信號進入由差分對組成的源跟隨器作阻抗變換，變成低阻信號后，由一電阻器輸至運算放大器的同相端，經運算放大器放大后，輸出的信號分別通過儀器的mV擋、pH擋、pX擋（一般的通用離子計都具有這三種功能），然后又經過反饋電路源跟隨器的場效應晶體管的柵極再進入運算放大器的反相輸入端，形成電壓串聯負反饋。于是在mV、pH、pX同相輸入的各擋分別獲得放大了的電極信號。在電化學過程中，如果發生溫度變化，則運算放大器的輸出信號經過溫度補償網絡后，得到校正。由于減法器的作用，將溫度補償后的電極信號過濾，凡滿足儀器型號“額定電位值”的整數部分被減去，由量程擴展器擋顯示，凡不足“額定電位值”的尾數值，均由顯示器的表頭顯示。