Grunnreglan um pH-mælingu
Hin kunnuglega og forna núllstraumsmælingaraðferð sem notuð var til að ákvarða efnahvarfsferli er líklega pH-mæling. Almennt séð er pH-mæling notuð til að ákvarða sýrustig eða basastig lausnar. Jafnvel efnafræðilega hreint vatn hefur snefilmagn af sundrun og jónunarjöfnu þess er: H2O H2O=H3O-OH - (1) Vegna þess að aðeins mjög lítið magn af vatni er sundrað, er mólstyrkur jónir eru almennt neikvæður veldisvaldur. Til að forðast að nota neikvæða veldisvísi mólstyrks við útreikninga lagði líffræðingur Sorensen til árið 1909 að skipta út þessu óþægilega gildi fyrir logaritma og skilgreina það sem "pH-gildi". Stærðfræðilega er pH-gildið skilgreint sem neikvæður logaritmi hins almenna notaða vetnisjónastyrks. Það er, pH=einn log [H]
(2) Vegna þess hve háð jónaafurð er mjög háð hitastigi, fyrir pH-gildi ferlistýringar, er nauðsynlegt að þekkja hitaeiginleika lausnarinnar samtímis. Aðeins þegar mældur miðill er við sama hitastig er hægt að bera saman pH gildi hans. Til þess að fá endurgeranlegt pH-gildi er virknigreining notuð við pH-mælingu. Rafskautið sem notað er í hugsanlega greiningaraðferðinni er kallað aðal rafhlaða. Spenna þessarar rafhlöðu er kölluð rafkraftur (EMF). Þessi raforkukraftur (EMF) samanstendur af tveimur og hálfri rafhlöðu. Ein af hálffrumunum er kölluð mælirafskaut og er möguleiki hennar tengdur ákveðinni jónavirkni; Hin hálffruman er viðmiðunarhálffruma, almennt nefnd viðmiðunarrafskaut, sem venjulega er tengd við mælilausnina og tengd við iðnaðar pH-mæli. Staðlað vetnisrafskaut er viðmiðunarpunktur fyrir allar hugsanlegar mælingar. Venjulega vetnisrafskautið er platínuvír sem er rafhúðaður (húðaður) með platínuklóríði og umkringdur vetnisgasi. Þekktasta og algengasta pH vísir rafskautið er gler rafskaut. Það er glerrör með pH-viðkvæmri glerfilmu sem blásið er í lokin. Túpan er fyllt með KCI jafnalausn sem inniheldur mettað AgCI, með pH gildinu 7. Mögulegur munur sem er á báðum hliðum glerfilmunnar og endurspeglar pH gildið fylgir Nernst formúlunni: E=Eo. 1n [H3oq (3) n.] Í formúlunni er E möguleikinn; E er staðalspenna rafskautsins; R er gasfasti; T er Kelvin hitastigið; F er Faraday fastinn; N er gildi hinnar mældu jónar; [HO] er virkni HO jónarinnar. Eins og sjá má af ofangreindri jöfnu er ákveðið samband á milli hugsanlegs E og virkni og hitastigs HO jóna. Við tiltekið hitastig getur mæling á möguleikanum E reiknað út ln [HO] (breytt í log [HO] til að fá pH), sem er grundvallarreglan við pH-greiningu. Í Nernst formúlunni gegnir hitastig mikilvægu hlutverki sem breytu. Þegar hitastigið hækkar mun hugsanlegt gildi einnig hækka. Fyrir hverja 1 gráðu hækkun á hitastigi mun það valda hugsanlegri breytingu upp á 0,2 mV/pH. Táknað með pH gildi, pH gildið er breytilegt um 0.0033 á LPH á I~C. Þetta þýðir að fyrir mælingar í kringum 20-30 gráður og 7pH er engin þörf á að bæta upp hitabreytingar; Fyrir notkun með hitastig hærra en 30 gráður eða minna en 20 gráður og pH gildi hærra en 8 eða minna en 6, verður að bæta fyrir hitabreytingar.
