Про pH всё гораздо проще - там в измеряемый раствор погружают
электрод, который вырабатывает напряжение, зависимое от кислотности
среды (т.е. концентрации ионов H+). А ныне, кроме того,
производятся еще "ионоселективные" электроды для измерения
концентрации других ионов. Пользовалась ими неоднократно, но
глубокого понимания механизма их работы у меня нет. Знаю, что
обращаться с ними нужно очень осторожно т.к. головка у них очень
хрупкая - там тонкое стекло (обычно стеклянный шарик/пузырь), через которое вовнутрь электрода диффундируют ионы. И после работы эти электроды положено опускать в особый раствор, чтобы они не высохли, иначе кристаллизация солей на стекле забьет его поры. Да и свежий (сухой) электрод положено перед работой сутки вымачивать. Википедию читайте, если хотите узнать больше.
https://ru.wikipedia.org/wiki/PH-%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80