索倫森發(fā)明的pH計(jì)在當(dāng)時(shí)酶生物科學(xué)領(lǐng)域取得了巨大成功，宣告了用pH表示的氫離子濃度來指示溶液的酸堿性的真確性。
萊昂納爾·米切利斯酶動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人出版了一本專著《Die wasserl -stoffionkonzetration》，這本書幫助說服了生化學(xué)家和后來的化學(xué)家，讓他們相信pH在分析研究中的重要性。
從那以后，pH的測(cè)量，尤其是在生命科學(xué)中，變得越來越重要。隨著時(shí)間的推移，更多的行業(yè)加入到了對(duì)其應(yīng)用、改進(jìn)、推廣之中。
索倫森的pH計(jì)中用到了“氫電極”，一種只對(duì)H+敏感的電極，但是這種電極的制備過程比較復(fù)雜。如果想把pH指示技術(shù)在更多行業(yè)中進(jìn)行推廣，研制一種制備簡(jiǎn)單、且穩(wěn)定可靠的“氫離子選擇電極”成為當(dāng)時(shí)的主要任務(wù)。
下圖為(人類史上首支pH計(jì)采用了復(fù)雜的氫指示電極)
大批的科學(xué)家和工程師投入到了改進(jìn)氫電極的工作中，最終由德國(guó)(猶太人)的F.哈伯等人制成玻璃電極獲得了巨大成功。就是那個(gè)從空氣中制造出了氨，從此使人類擺脫了只能依靠天然氮肥的被動(dòng)局面，加速了世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展，并因此獲得1918年瑞典科學(xué)院諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的弗里茨·哈伯。
哈伯的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，含有雜質(zhì)的玻璃(SiO2中摻雜著Na2O,CaO)制成的薄膜，對(duì)氫離子H+有指示性。
具體表現(xiàn)為，將玻璃薄膜放置于兩種不同H+濃度的溶液中時(shí)，膜的兩邊會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)(膜電位).這種電勢(shì)的大小與兩邊溶液的H+濃度差有相關(guān)性。
人們根據(jù)這一特性，對(duì)pH計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)。下圖為利用玻璃薄膜制成的pH計(jì)。
至于為什么一張玻璃膜就能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)H+的指示，我們將在<<PH測(cè)量原理之神奇的玻璃電極
>>一文中詳細(xì)闡述。
我們?cè)诖?，只需要知道現(xiàn)象：玻璃膜兩側(cè)的電勢(shì)與兩側(cè)的H+濃度有相關(guān)性。就如同我們大多數(shù)人都知道磁鐵對(duì)鐵可以產(chǎn)生吸引，至于為什么會(huì)產(chǎn)生磁性，目前仍然沒有很好的解釋。
聰明的工程師們，對(duì)薄膜體系進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如下圖：
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這套測(cè)量體系誕生于100多年前，時(shí)至今日，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的pH計(jì)都是在這個(gè)體系基礎(chǔ)之上進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)而來的。
比如：
①將工作電極和參比電極做成一體，構(gòu)成復(fù)合電極
②選用更靈敏的玻璃材料，做指示電極
③為了使參比液更耐用，在參比液中加入一些特殊成分，比如加入聚丙烯酰胺，聚乙烯醇，聚丙烯酸鈉，丙烯酸酯聚合物和具有豐富親水基團(tuán)的共聚物來使其變得更粘稠，也就是我們常說的參比液水凝膠。
關(guān)于如何制備水凝膠，我們將在<<pH測(cè)量技術(shù)之水凝膠的制備>>一文中進(jìn)行講述。
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