任何溶液的酸堿度都可以用氫離子濃度來表示。由于水本身具有電離作用，當(dāng)22℃時(shí)每升純水含有10-7克的[H+]，而氫的原子量和原子價(jià)都是1，所以每升純水含有l0-7克當(dāng)量的[H+]，由于純水中的[H+]是由于水分子本身離解產(chǎn)生，即：H2O=H++OH-
純水呈中性，即兩種離子濃度相等，[H+]=[OH-]，其乘積為定溫常數(shù)，稱為離子積K水。
K水=[H+][OH-]=10-7*10-7=10-14
上式適用于任何酸堿性溶液，即任何一種水溶液，其中[H+][OH-]積都等于10-14。例如在某種水溶液中[H+]=10-3，則[OH-]必然為10-11，因此對(duì)于任何一種水溶液，只要知道[H+]，則[OH-]就很容易求得，通常用氫離子濃度的常用對(duì)數(shù)的負(fù)值來定義pH，表示為：
pH=-lg[H+]，
因此中性溶液的pH值等于7。如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。
pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變化對(duì)生物的繁殖和生存有很大影響，同時(shí)還嚴(yán)重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5~7之間。
pH值通常用電位法測(cè)量，常用一個(gè)恒定電位的參比電極和測(cè)量電極組成一個(gè)原電池，原電池電動(dòng)勢(shì)的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。型沉人式pH計(jì)。該儀表測(cè)量電極采用特殊的對(duì)pH反應(yīng)靈敏的玻璃電極，它具有測(cè)量精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。當(dāng)它浸人被測(cè)溶液時(shí)，被測(cè)溶液中氫離子與電極球泡表面水化層中的氫離子平衡，同時(shí)玻璃球內(nèi)外的溶液和電極球泡內(nèi)壁的水化層產(chǎn)生電位差，玻璃電極內(nèi)部充有pH值固定的緩沖溶液，引出電極浸人內(nèi)溶液中形成半電池，與甘汞電極中浸人在飽和溶液中形成的半電池同時(shí)引人轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測(cè)量。pH值不同，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4-20mA輸出。
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