Принцип методу. Потенціометричне визначення рН зі скляним електродом ґрунтується на тому, що зміна рН розчину на одиницю приводить до зміни електродного потенціалу Е на 58,16 мВ за 20 °С відповідно до рівняння Нернста:
Е=Ео+58,16 lg [Н+], (1.4)
деЕо — нормальний потенціал скляного електрода (мВ), що залежить від властивостей скла, з якого виготовлено електрод.
У зв'язку з цим щоразу перед вимірюванням рН прилад зі скляним індикаторним електродом та хлоросрібним електродом порівняння, який має сталий потенціал за певної температури, треба калібрувати за буферними розчинами з відомими значеннями рН.
Слід пам'ятати, що скляним електродом вимірюють не концентрацію, а активність іонів водню, яка пов'язана з їх концентрацією рівнянням
ан+= f н+ [Н+], (1.5)
де f н+ — коефіцієнт активності іонів водню.
Коефіцієнт активності f н+ залежить від іонної сили µ розчину. Іонну силу у природних водах створюють практично тільки головні іони (сольові компоненти), оскільки їх концентрація значно вища за концентрацію іонів біогенних елементів, мікроелементів та органічних сполук. Іонну силу природної води обчислюють за рівнянням:
µ = ½ ∑Сі Zі2,
деСі, Zі — відповідно концентрації (моль/дм3) і заряди головних іонів (катіонів та аніонів).
За відомою іонною силою досліджуваної води, яка як правило не перевищує 0,1 (табл. 1.1), знаходять f н+. Точну концентрацію іонів водню обчислюють за рівнянням:
[Н+] = 10-рН-р f н+ (моль/дм3),
де р f н+ = - lg f н+
Таблиця 1.1. Коефіцієнти активності іонів водню за різних