在科学研究、工业生产、环境保护以及日常生活的诸多领域中，溶液的酸碱度扮演着举足轻重的角色，它如同隐藏在幕后的关键因素，默默影响着各种化学反应、生物进程以及产品质量。而 pH 计，恰似一位训练有素、敏锐高效的 “侦察兵”，精准探测并揭示溶液酸碱度的奥秘，为我们提供关键信息，助力各个领域的发展与决策。
pH 值，作为衡量溶液酸碱度的核心指标，是对溶液中氢离子（H⁺）浓度的一种巧妙量化方式。通过负对数运算，即 pH = -lg (H⁺)，我们能够将原本复杂的氢离子浓度转化为简洁直观的 pH 值。当溶液呈现中性状态时，氢离子与氢氧根离子（OH⁻）的浓度达到精妙的平衡，此时 pH 值恰好为 7。一旦氢离子浓度占据主导地位，溶液便踏入酸性区域，pH 值小于 7；反之，若氢氧根离子浓度更高，溶液则偏向碱性，pH 值大于 7。这看似简单的 pH 值，实则蕴含着丰富的化学内涵，宛如一把关键的钥匙，开启了理解众多科学现象和过程的大门。
pH 计主要由电极和显示仪表两大核心部分构成。电极，堪称 pH 计的 “智慧大脑”，其中玻璃电极对氢离子极为敏感，仿佛是一位时刻保持警觉、能精准捕捉氢离子踪迹的 “侦察尖兵”。
当玻璃电极浸入待测溶液时，溶液中的氢离子迅速与玻璃膜表面水化层中的氢离子展开活跃的 “交流与互动”。由于溶液与水化层中氢离子浓度存在差异，这一差异如同启动了一台微小却强大的 “电位差发生器”，在玻璃膜两侧快速催生电位差。这一电位差与氢离子浓度紧密相连，严格遵循能斯特方程。参比电极则如同稳固可靠的 “定海神针”，始终提供稳定的参考电位，确保测量过程的准确性和可靠性。
借助两个电极间产生的电位差，pH 计依据能斯特方程，快速且精准地计算出溶液中的氢离子浓度，并将其巧妙转化为直观的 pH 数值，清晰地呈现在显示仪表上，让原本晦涩难懂的溶液酸碱度信息瞬间变得一目了然。