1 定義
pH是從操作上定義的。對于溶液X，測出伽伐尼電池
參比電極｜KCl濃溶液｜溶液x｜H2｜Pt
的電動勢Ex。將未知pH ( X)的溶液X換成標準pH溶液S，同樣測出電池的電動勢ES，則
pH(X)=pH(S)+(Es -Ex)F/(RT1n10)
因此，所定義的pH是無量綱的量。
pH沒有理論上的意義，其定義為一種實用定義。但是在物質的量濃度小于0.1mo1 dm3的稀薄水溶液有限范圍，既非強酸性又非強堿性(2<pH<12)時，則根據定義，有:
pH=-log10 [c (H) y/ (mol·dm 3 )]±0.02
式中，c (H)代表氫離子H的物質的量濃度，y代表溶液中典型1一1價電解質的活度系數。
2 原理
pH值由測量電池的電動勢而得。該電池通常由飽和甘汞電極為參比電極，玻璃電極為指示電極所組成。在25℃，溶液中每變化1個pH單位，電位差改變?yōu)?9.16 mV，據此在儀器（PH儀表）上直接以pH的讀數表示。溫度差異在儀器上有補償裝置。
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