酸度计的基本结构及性能
出处：按学科分类—农业科学 农业出版社《土壤农化分析手册》第94页（2380字）
酸度计是由一支指示电极、一支参比电极及一个电位计组成。
(一)pH玻璃电极
1．pH玻璃电极的构造 pH玻璃电极是测定pH值中最常用的指示电极，它主要由以下几部分构成。
(1)电极球泡：是由具有氢功能的钠玻璃或锂玻璃熔融吹制而成。膜的厚度通常是0．05－0．15mm。
(2)电极支持管：由绝缘性能良好的铅玻璃或容积比阻至少为1014Ω／cm3的其他玻璃材料制成，其膨胀系数应与电极球泡玻璃一致，电极支持管的表面，一般涂一层硅薄膜，以改善电绝缘性和化学稳定性。
表2-12 常用国产酸度计的型号、规格和性能
(3)内参比电极：一般为银-氯化银电极，有时亦用甘汞电极。要求它电位稳定，温度系数小。
(4)内参比溶液：是具有一定pH值并含有氯离子的电解质溶液，最常用的是0．1N盐酸或中性磷酸盐和氯化钾的混合液。近来国产的玻璃电极中，内参比溶液大多已改用pH7．0。
(5)电极导线：其作用是把内部电极引出的电极电位传输到测量仪表。因pH玻璃电极的内阻极大，易受周围交流电场的影响及发生静电感应，故要求导线的绝缘性能好(＞10”Ω)和有良好的屏蔽性能，一般是在电极口装以聚乙烯金属隔离线。隔离线可直接接地，也可以通过一个电容器再接地。
2．pH玻璃电极的性能：
(1)不对称电位：由于电极的玻璃球膜内外表面性质的差异所引起的电位，称为不对称电位。良好的pH玻璃电极的不对称电位约为数毫伏，其大小决定于玻璃的组成，膜的厚度，吹制时的条件以及温度等。一般类型的玻璃电极，在刚浸入溶液时，不对称电位较大，而后随时间的推移不对称电位变小，直至降至一固定值。当温度与pH变化较大时，也能引起不对称电位的改变。在一定条件下不对称电位可保持恒定，只要不对称电位保持恒定，对测定电动势和pH就不发生影响。因此，在测量中用标准缓冲液校正电极时，其意义就是对消不对称电位。但当不对称电位过大时，在测定时其结果可能因环境条件的变化而改变，所以pH玻璃电极的不对称电位过大时不宜使用。
(2)电阻：pH玻璃电极的电阻一般在1－150MΩ之间，例如211、251、221型内阻为≤70MΩ，而231、65－1A型内阻为≤120MΩ。由漏电所引起的误差，决定于电极电阻与绝缘电阻和仪器输入阻抗的相对比值，所以选择pH玻璃电极的电阻与测定仪器的输入阻抗相匹配以及电极的绝缘防护是十分重要的。
(3)稳定性：稳定性是指电极玻璃抗化学侵蚀及机械破损的能力，一般pH玻璃电极的机械坚固性甚差，必须注意保护。化学侵蚀主要是使玻璃逐渐溶解，使膜变薄，内阻降低，功能减弱，所以玻璃电极不宜在酸性或碱性溶液中长期浸泡，并且在电极长期不用时也不宜一直浸在水中。
(4)电极的误差：根据pH玻璃电极的成分不同，有一定的适用范围，超过此范围即产生误差。目前国内常用的pH玻璃电极在温度为0－40℃时，其电位值在pH1－9．5之间才与pH值成直线关系，在pH高的待测液中(特别在含钠或钾盐的溶液中)，产生碱误差，测得的结果偏低，这与玻璃的组成有关。若溶液的pH值低于1时，产生酸误差，玻璃的氢功能减低。并且在非水溶液中也会产生误差。另外，照射在玻璃电极上的日光或人照光能引起测定的pH值降低。因此对高精度的pH测量要注意光照影响。
图2-23 pH玻璃电极示意图
1．电极支持管(绝缘套管)
2．内参比电极(Ag-AgCl)
3．内参比溶液(0．1NHCl)
4．电极导线(屏蔽导线)
5．电极球泡(氢功能玻璃)
表2-13 pH玻璃电极与酸度计配套表
(二)参比电极 参比电极常用的为甘汞电极也有用银-氯化银电极，目前甘汞电极是含有饱和甘汞的氯化钾溶液与金属汞相接触的电极体系，以及盐桥两部分组成，两部分分别套以玻璃管。盐桥下端底部焊上石棉丝与外部测定液相通。盐桥所用溶液为饱和氯化钾溶液(图2-24)。在25℃时0．1mol、1mol和饱和氯化钾的电极电位(包括液接电位)，分别为0．3376，0．2851，0．2443V。
图2-24 甘汞电极
1。甘汞芯 2．电极玻壳 3．盐桥溶液 4．液络部 5．电极导线
(三)电位计 电位计即毫伏计，用以记录电讯号的大小。可直接从毫伏计的度盘上读出pH值。所有与玻璃电极相匹配的电位计都必须是一个高阻抗的毫伏计。一般电位计的输入阻抗应是相匹配的玻璃电极内阻的1000倍为好。pHS－2型精密酸度计其输入阻抗达1012Ω，25型酸度计为1010Ω。输入阻抗低，能降低电位计的灵敏度。通常要求电位计具有稳定、线性良好的转换放大系统以及高精度的灵敏表头。