Overview
资料来源： 实验室的博士中旗他-美国农业部
酸和碱是有能力把质子 (H+) 和氢氧根离子 (OH-)，分别捐出的物质。他们是描述化学品的两个极端。混合酸和碱可以抵消或抵消其极端的影响。一种是酸性，也不是基本的物质是中性的。对于大多数解决方案的质子浓度 ([H+]) 的值是不便小，很难比较以便更实际数量、 ph 值、 介绍了。ph 值最初被定义为质子的摩尔浓度的倒数的十进制对数
，但被更新到氢离子活性的倒数的十进制对数
。前定义现在偶尔表示为 p [H]。P [H] 与 ph 值之间的差异是很小的。它一直说那 pH = p [H] + 0.04。它是常见的做法，要 'pH' 一词用于测量这两种类型。
Ph 值通常规模范围从 0 到 14。为一种强酸，1m 溶液 pH = 0 和 1 M 解的强的基地，pH = 14。因而，测量的 pH 值将谎言大多在范围 0 到 14，虽然是完全可能在此范围之外的值。纯净水是中性 ph = 7。Ph 值小于 7 是酸性的与 ph 值大于 7 是基本。当 ph 值刻度为对数刻度，ph 值是一个无量纲量。每个整体的 pH 值低于 7 是 10 x 更酸性比下一个整数。例如，ph 值为 4 是 10 x 比 ph 值的 5 和 100 × (10 × 10) 比 ph 值为 6 的酸性更强酸性更强。同样真实的 pH 值高于 7，每一种是 x 更基本的 10 （或碱性） 比下一个较低的整个值。例如，ph 值为 10 是 10 x 更多基本比 ph 值为 9。
Principles
溶液的 ph 值可准确、 方便地由电化学测量与一种称为 pH 计的 ph 值 （质子）-敏感电极 （通常是玻璃） 和参比电极 （通常氯化银或甘汞）。理想情况下，电极电位，电子，质子可以写成
E在哪里测量的电势， E0是标准电极电位在H += 1 mol/L， R是气体常数， T是在开尔文温度， F是法拉第常数。
PH 电极使用特别配方，pH 敏感的玻璃接触的解决方案，开发的潜力 (E) 溶液 ph 值成正比。参比电极为了保持在任何给定的温度，恒电位和有利于完成测量电路内溶液的 ph 值。它作为参考已知潜在 pH 电极。Ph 值和参考电极的电位的差异提供毫伏 (mV) 信号正比于 ph 值。在实践中，结合的玻璃电极具有内置的参比电极。它是针对已知的氢离子活性的缓冲溶液标定。大多数的 pH 传感器的设计，生产在 7.0 的 pH，（理论上理想） 边坡或敏感性，-59.16 0-mV 信号 mV / ph 值在 25 ° c。两个或更多的缓冲溶液用于容纳"斜坡"可能略有不同，从理想的事实。商业标准缓冲溶液通常跟在 25 ° C 和校正因子，可用于其他温度下的 pH 值信息。
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Procedure
1.pH 校准
- 通过按下"电源"按钮打开仪表的电源。
- 如果它是可用和/或与电极不是，附加自动温度补偿 (ATC) 探头。
- 检查测量模式是 ph 值。如果不是，按"模式"按钮，直到"pH"模式出现在液晶显示器上。
- 如果需要在底部的米或附近的快速参考指南咨询寻求帮助。
- 始终使用新鲜的、 未使用的未到期的 pH 缓冲进行校准。缓冲区应该在相同的温度作为测试解决方案。
- 冲洗 pH 电极用蒸馏水，然后与被用于校准 （即，pH 7.00） 的缓冲区。
- PH 电极蘸中性 pH 缓冲 （即，pH 7.00）。搅拌与磁条缓冲区 (中等速率为 ~ 30 s) 为获得最佳效果。
- 按"CAL/多边环境协定"(校准 [或标准化] / 迹) 按钮以选择校准 （标准化） 功能。在 7.00 米显示器上设置缓冲溶液 pH 值。
- 当"阅读"是稳定的时按"ENTER"按钮来接受。辅助显示开始滚动的剩余的可用缓冲区之前，主要的阅读会短暂地闪烁。
- 冲洗 pH 电极用蒸馏水，然后与要用于下次校准 （即，pH 4.01） 的缓冲区。
- PH 电极浸入 pH 4.01 下一个缓冲区。仪表显示应锁定在缓冲区的值。
- "阅读"稳定时，按"ENTER"接受。初级读物将一闪而过，然后通过剩余的可用缓冲区之前辅助显示开始滚动显示 %的效率 （坡）。
- 重复步骤 2.2-2.7 校准 pH 10.01 缓冲区。
- 表将自动返回到 3 点校准成功完成后测量模式。
注释: （1） 标准缓冲器的 pH 4.01 和 10.01 可能替换其他适当的缓冲区，每个测试样品的 ph 值范围。（2） 为单 （中立）-，或 2 点校准，请按"CAL/多边环境协定"按钮以返回到测量校准完成后。（3） 与多 3 点校准可能用于更精确的测量。（4） 建议执行的每一天都在开始校准。非常精确的工作应在每次测量前校准 pH 计。（5） 手动调整 pH 值的缓冲区，如果温度不同于标准的室内温度和没有 ATC 探测器相连。
2.pH 测量
- 请确认米是 ph 值测量模式。
- 彻底清洗 pH 电极之间的测量用蒸馏水以防结转污染的经过测试的解决方案。轻轻地吸电极上实验室清洁组织消除过剩的冲洗水。不要擦灯泡，因为这会导致静态电荷累积。另外，冲洗电极的测试解决方案。
- 蘸测试溶液或悬浮液的 pH 电极。搅拌与磁条解决方案 (~ 30 s) 与同一搅拌速度对于校准为获得最佳效果。
- Ph 值被完成时的 ph 值读是稳定。
- 如果需要，可用，按"暂停"按钮进行冻结的测量的读数。再次按下恢复活读。
- 写下或按"内存"按钮 （如果适用），将值存储到内存中记录的 pH 值 （和温度如果需要的话）。
- 对于多个测量重复步骤 3.2-3.6。
- 彻底清洗和存储存储解决方案中的电极，一旦完成了所有的测量。
注意： 在每个缓冲区 （1） pH 探针响应时间应不超过 60 秒，但可能会较长的一些测试的解决方案/泥浆。（2） 电极探针应清洗溶液 pH 电极清洗每月一次，或每当它是脏。0.1 M 盐酸溶液可以用于一般清洗。可能用于稀释液体洗涤剂和家庭洗衣漂白剂清洗油脂和细菌污染。然而，为了避免意外的问题，最佳做法是始终指电极制造商建议。（3） pH 电极灯泡在任何时候都应该是潮湿的。保持它在带有电极的电极存储解决方案。如果没有存储解决方案是可用，请使用 pH 4 缓冲溶液。PH 7 缓冲溶液用于短时间，如果两者都不可用。
PH 计是一种确定的酸度或碱度的水溶液的电气设备，其中最常用监测参数。
若要使用 pH 计，pH 电极是首先用来标定与范围被测量的已知的 pH 值的标准缓冲溶液。若要使 ph 值测量，电极浸入样品溶液直至达到稳定的阅读。电极是冲洗后每个样本，然后存储在一个存储解决方案中，在完成后所有的测量。
此视频将说明如何校准 pH 计和获取 ph 值的测量结果，以及提供处理脆弱的电极的一些技巧。
当酸或碱放置在水中时，可以发生水解反应。水合氢离子或氢氧根离子在反应中产生的金额确定的酸度或碱度的解决方案。这一重要性质通常进行水合氢离子，通常简称氢离子或质子的浓度。对于大多数解决方案，氢离子浓度，表示在摩尔每升，是非常小，所以更实际数量、 ph 值、 介绍了。
ph 值定义为氢离子的摩尔浓度的负对数。Ph 值的规模范围可以从 0 到 14。纯净水是中性 ph 值为 7;ph 值小于 7 是酸性的与 ph 值大于 7 是基本。因为 ph 值刻度为对数刻度，ph 值在单位下降中酸度等于增加了十倍。
那么如何测量 pH 计呢？PH 计的一个关键组成部分是氢离子敏感电极。此电极内部解决方案包含已知的浓度的氢离子。当电极浸入溶液中未知的 ph 值时，电位随着测试溶液中氢离子浓度的函数。这个氢离子敏感电极，参比电极，它经常结合成了一个身体，以及连接到 pH 计，以便发展的潜力可以测量并转换为 pH 值。
现在，您了解 pH 计背后的理论，让我们看它的使用在农业环境。
前 ph 值测量 pH 计进行了标定。应该开始时的每一天或在每次测量前进行校准，如果需要有极其精确的数据。
选择范围的样品的 pH 值的缓冲区。在此演示中，pH 计校准与 ph 值 4、 7 和 10 的三个缓冲区。请确保缓冲区新鲜、 未使用的和未过期。
要开始，请打开 pH 计按电源按钮。
接下来，插入单位 pH 探头和自动温度补偿或 ATC 探针。在液晶上显示，确保测量模式是"pH"。如果不是，按"模式"按钮，直到出现"pH"。
然后，从存储缓冲区中删除 pH 电极。小心不允许电极灯泡干任何时刻，在实验过程中。冲洗用蒸馏水，其次是 pH 7 标准缓冲区电极。
接下来，将 pH 电极浸入缓冲区。搅拌的缓冲区与磁条为获得最佳效果。为了避免破坏脆弱的电极，请务必保持电极和搅拌栏之间的距离。
按"CAL(ibration)/MEAS(urement)"按钮以选择校准功能。设置缓冲溶液 pH 值为 7.00。当读是稳定的时按"ENTER"。主要的阅读快速闪;然后第二次显示剩余的缓冲区。电极是现在准备下一个标准缓冲区与校准。
冲洗 pH 电极作为之前，首先与蒸馏水，然后 pH 4 标准缓冲区。然后，将电极放在缓冲区中。当读是稳定的时按"ENTER"。主要的阅读闪烁简要，紧接着显示的百分比的效率或边坡之前辅助显示器上显示剩余的缓冲区。
最后，重复冲洗和校准步骤与 ph 值为 10 的标准缓冲区。稳定的阅读应该是 pH 10.01。一旦按下"输入"，做了 3 点校准，仪表会自动返回到测量模式。
该设备是现在准备用来测试从马铃薯田的土壤样品。
开始由彻底冲洗用蒸馏水 pH 电极 ph 值的测量。轻轻地吸电极上实验室清洁组织以除去多余的水分。小心不要擦灯泡，因为它可能会导致静态电荷累积。冲洗步骤应该介于每个样本，以防止污染。
接下来，蘸一份样品和搅拌 pH 电极。搅拌速度在校准期间应相同。等待阅读变得稳定，应小于 60 s 为大多数样本中，然后记录的 pH 值。如果需要按"暂停"按钮以冻结阅读显示。再次按下恢复活读。PH 值可以通过按"MI"（或内存插入） 按钮存储到内存。存储的内存位置值或 StO，将简要显示。
重复的冲洗和测量的步骤，正如前面所示为所有剩余的样品。完成所有的测量后，彻底清洗电极放置在存储解决方案之前。
在这个实验中，测量从农业领域的多个土壤样品的 ph 值。ph 值有众多的影响作物生长，包括营养的可用性，毒性和疾病控制。不同作物有最适生长 pH 的范围。通过控制 ph 值，可以在增加产量的同时尽量减少疾病。
从五个马铃薯田下旋转不同耕作措施有无地下水灌溉采集土壤样品。地下水灌溉不断增加土壤 ph 值在所有五个领域。这些数据提供马铃薯田黎明建议至关重要。
许多科学领域要求 ph 值测量或监测在他们的研究。
例如，以更有效地使用生物量和更好地了解植物细胞壁结构，一系列的反应进行合成 biomimics 木材，以便能更好地理解植物细胞壁结构。
在第一步中，硫酸盐纸浆纤维被用于生成 nanofibrillated 纤维素。反应混合物的 ph 值随的羟基氧化纤维素的群体。
Ph 值是持续监测和调整通过添加氢氧化钠。一旦所有可访问的羟基被氧化，ph 值将不再改变，反应完全。
在此环境的研究，分析了水径流模拟城市景观设施。径流潜力进行营养物和沉积物入当地的河流和湖泊有助于水体富营养化。
构建了一个有多个田间小区设施，和径流水收集。量化的径流序列样本，以及其他化学成分、 ph 值。
在生命科学研究中，ph 值也是兴趣的极大的它兴趣的严格管制在活的有机体。在此示例中，开发了荧光 ph 值传感器。
要校准这些传感器体外，pH 滴定法进行的试管，在那里用微电极，测定 ph 值的传感器解决方案和发射光谱在每个 ph 值时得到。这种方式，荧光强度可以密谋的 ph 值来生成的校准曲线。
然后，这些传感器被用来检测在活细胞中的 ph 值。
你刚看了朱庇特的介绍如何使用 pH 计。现在，您应该了解什么 ph 值、 计量器是如何工作的以及如何使用一个测量 ph 值。
谢谢观赏 ！
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Results
图 1显示了受种植管理和地下水灌溉的农业土壤的 ph 值。这些土壤标本从 5 马铃薯田下旋转不同耕作措施有无地下水灌溉。字段 4 土壤中旱作和地下水灌溉的系列观察到的最低 ph 值。地下水灌溉不断增加土壤 ph 值在所有 5 个字段。Ph 值信息的适当黎明马铃薯田的建议，促进最优增长至关重要。
图 1。土壤 ph 值在不同耕作管理措施有无水下灌溉下马铃薯田。
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Applications and Summary
ph 值是最常用的水溶液化学参数之一。它是在水和废水处理的市政和工业应用、 化工生产、 农业研究和生产中的关键参数。它在环境监测、 化学与生命科学研究、 生物化学和医药研究、 电子产品生产和更多应用程序也是关键。图 2列出了一些常见物质的 pH 值。
纯净水是中性的 ph 值为 7.00。当化学物质与水混合时，混合物可以成为酸性或基本。醋和柠檬汁的酸性物质，衣用洗涤剂的氨则基本。是非常基本的或非常酸的化学物质被认为是"无功"。这些化学物质可以导致严重烧伤。汽车电池酸液是酸性的化学物质，是无功。汽车电池中含有更强的酸发现酸雨中的一个形式。家庭污水清洁器通常包含碱液，非常碱性的化学物质，也是无功。
生命系统中不同的细胞隔间、 体液和器官的 ph 值在一个称为酸碱平衡的过程中通常严格的监管。血液的 ph 值通常是与 pH 7.365 值偏碱性的。此值通常被称为生理 ph 值在生物学和医学。斑块可以创建一个可以导致蛀牙的釉质脱矿的当地酸性环境。酶和其它蛋白质有一个最适 pH 范围和可以成为灭活或变性在此范围之外。
图 2。Ph 值规模和 pH 值的一些共同的项目。
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