什么(me)是(shi)pH?pH是(shi)拉(la)丁(ding)文“Pondushydrogenii”一詞的縮寫(Pondus=壓強(qiang)、壓力hydrogenium=氫),用來量(liang)度物質中氫離子的活(huo)性。這一活(huo)性直接(jie)關(guan)系到水(shui)溶液(ye)的酸(suan)性、中性和堿性。水(shui)在化學(xue)上是(shi)中性的,但不是(shi)沒有離子,即(ji)使(shi)化學(xue)純水(shui)也有微量(liang)被離解(jie):嚴格地講,在與(yu)水(shui)分子水(shui)合作用以前,氫核不是(shi)以自(zi)由態存(cun)在。
H2O+H2O=H3O+OHˉ,由于水合氫離子(zi)(H3O+)的(de)濃度是與氫離子(zi)(H+)濃度等同看(kan)待,上式可以簡化成(cheng)下述(shu)常(chang)用的(de)形(xing)式:
H2O=H++OHˉ此(ci)處正的氫(qing)(qing)離子(zi),人(ren)們在化學(xue)中表示(shi)為(wei)“H+離子(zi)”或“氫(qing)(qing)核”。水合氫(qing)(qing)核表示(shi)為(wei)“水合氫(qing)(qing)離子(zi)”。負的氫(qing)(qing)氧(yang)根離子(zi)稱為(wei)“氫(qing)(qing)氧(yang)化物(wu)離子(zi)”。
利用質(zhi)量作用定(ding)律,對于(yu)純水的離解(jie)可以找到(dao)一(yi)平衡(heng)常數(shu)加以表示:
K=H3O+×OH-————H2O
由于水只有(you)極(ji)少量被離解,因(yin)此水的質(zhi)量摩爾濃度實際為一(yi)常數,并且有(you)平(ping)衡常數K可求出水的離子(zi)積(ji)KW。
KW=K×H2OKW=H3O+·OH-=10-7·10-7=10-14mol/l(25℃)也就是說對于一升純水在25℃時存(cun)在10-7摩爾H3O+離(li)子和10-7摩爾OHˉ離(li)子。
在中性(xing)溶液中,氫(qing)離(li)子H+和氫(qing)氧(yang)根離(li)子OHˉ的濃度都是10-7mol/l。如:
假如有過量的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)離子(zi)(zi)H+,則溶(rong)液(ye)(ye)呈(cheng)酸性(xing)。酸是能使(shi)水溶(rong)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)離子(zi)(zi)H+游(you)離的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質。同(tong)樣(yang),如果使(shi)OHˉ離子(zi)(zi)游(you)離,那么溶(rong)液(ye)(ye)就(jiu)是堿(jian)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)。所以(yi),給出H+值(zhi)就(jiu)足以(yi)表示(shi)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing),呈(cheng)酸性(xing)還是堿(jian)性(xing),為(wei)了免(mian)于(yu)用此(ci)分(fen)子(zi)(zi)濃(nong)度(du)負冪(mi)指(zhi)數進行運算,生物(wu)學家(jia)澤倫森(sen)(Soernsen)在1909年建議(yi)將(jiang)此(ci)不便使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)數值(zhi)用對數代替,并定(ding)義(yi)為(wei)“pH值(zhi)”。數學上(shang)定(ding)義(yi)pH值(zhi)為(wei)氫(qing)離子(zi)(zi)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)常用對數負值(zhi)。即(ji)pH=-log[H+]。
因此,pH值是離子濃度(du)以10為底的(de)對數的(de)負數:
改變50m的(de)(de)水的(de)(de)pH值,從pH2到pH3需(xu)要500L漂白劑。然而(er),從pH6到pH7只需(xu)要50L的(de)(de)漂白劑。
測量pH值的方法很多,主要有化學(xue)分析法、試紙法、電(dian)位法。現主要介紹(shao)電(dian)位法測得pH值。
電(dian)位分析(xi)法所用的(de)電(dian)極(ji)被(bei)稱為原電(dian)池。原電(dian)池是一(yi)(yi)(yi)個系統,它(ta)的(de)作(zuo)用是使化學(xue)反(fan)應(ying)能量(liang)轉(zhuan)成(cheng)為電(dian)能。此(ci)電(dian)池的(de)電(dian)壓被(bei)稱為電(dian)動勢(EMF)。此(ci)電(dian)動勢(EMF)由二(er)個半電(dian)池構(gou)成(cheng),其中一(yi)(yi)(yi)個半電(dian)池稱作(zuo)指示電(dian)極(ji),它(ta)的(de)電(dian)位與特定(ding)的(de)離(li)子活度有關,如H+;另一(yi)(yi)(yi)個半電(dian)池為參(can)比(bi)半電(dian)池,通(tong)常(chang)稱作(zuo)參(can)比(bi)電(dian)極(ji),它(ta)一(yi)(yi)(yi)般是測量(liang)溶液相通(tong),并且與測量(liang)儀(yi)表相連。
例如(ru),一支(zhi)電極(ji)由(you)一根插在含有(you)(you)銀離(li)(li)子(zi)的(de)(de)鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)中的(de)(de)一根銀導線制(zhi)成(cheng),在導線和(he)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)界(jie)面(mian)處,由(you)于金(jin)屬(shu)和(he)鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)二種物相中銀離(li)(li)子(zi)的(de)(de)不同活度,形成(cheng)離(li)(li)子(zi)的(de)(de)充(chong)電過程,并(bing)形成(cheng)一定(ding)的(de)(de)電位(wei)(wei)差。失去電子(zi)的(de)(de)銀離(li)(li)子(zi)進溶(rong)液(ye)(ye)。當(dang)沒(mei)有(you)(you)施加(jia)外電流(liu)進行反充(chong)電,也就是說沒(mei)有(you)(you)電流(liu)的(de)(de)話(hua),這一過程最終會達到一個平(ping)衡。在這種平(ping)衡狀態下存在的(de)(de)電壓被(bei)稱(cheng)為半電池電位(wei)(wei)或電極(ji)電位(wei)(wei)。這種(如(ru)上所(suo)述(shu))由(you)金(jin)屬(shu)和(he)含有(you)(you)此金(jin)屬(shu)離(li)(li)子(zi)的(de)(de)溶(rong)液(ye)(ye)組成(cheng)的(de)(de)電極(ji)被(bei)稱(cheng)為第一類電極(ji)。
此(ci)(ci)(ci)電(dian)(dian)(dian)(dian)位的(de)(de)(de)(de)測量是(shi)相對一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)位與(yu)鹽(yan)溶(rong)(rong)液的(de)(de)(de)(de)成分(fen)無(wu)關的(de)(de)(de)(de)參比電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)進行的(de)(de)(de)(de)。這種(zhong)具有獨立(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)位的(de)(de)(de)(de)參比電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)也被(bei)稱為(wei)第(di)二電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)。對于此(ci)(ci)(ci)類電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji),金屬(shu)導線都(dou)是(shi)覆蓋(gai)一層此(ci)(ci)(ci)種(zhong)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)微溶(rong)(rong)性鹽(yan)(如:Ag/Agcl),并且插入(ru)含有此(ci)(ci)(ci)種(zhong)金屬(shu)鹽(yan)陰(yin)離子的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質溶(rong)(rong)液中。此(ci)(ci)(ci)時半電(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)位或電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位的(de)(de)(de)(de)大小取決于此(ci)(ci)(ci)種(zhong)陰(yin)離子的(de)(de)(de)(de)活度。
此二種電極之間的電壓遵循能斯特(NERNST)公式:式中(zhong):E—電位E0—電極的標準電壓
R—氣體常數(8.31439焦耳/摩爾(er)和℃)
T—開(kai)(kai)氏絕對溫度(例:20℃相當于(273.15+20)293.15開(kai)(kai)爾文)
F—法拉第常數(96493庫化/當量)
n—被測離子(zi)的化合價(銀=1,氫(qing)=1)
ln(aMe)—離子活度aMe的對數標準氫電(dian)極是所有電(dian)位測(ce)量的(de)參比點。標準氫電(dian)極是一根(gen)鉑絲(si),用(yong)電(dian)解的(de)方法鍍(涂覆)上氯化鉑,并且在四周充入氫氣(固定壓(ya)力為1013hpa)構(gou)成的(de)。
將此電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)浸(jin)入(ru)在(zai)25℃時H3O+離子含量(liang)為1mol/l溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)便形成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學中(zhong)(zhong)所有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位測(ce)量(liang)所參照的(de)(de)半(ban)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位或電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位。其(qi)中(zhong)(zhong)氫電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)作為參比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)在(zai)實(shi)踐(jian)中(zhong)(zhong)很難實(shi)現,于是使用第二類電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)做為參比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)。其(qi)中(zhong)(zhong)最常用的(de)(de)便是銀/氯化(hua)銀電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)。該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)通過溶(rong)(rong)解的(de)(de)AgCl對于氯離子濃度(du)的(de)(de)變化(hua)起(qi)反應。
此參比電極(ji)的(de)電極(ji)電位通過(guo)(guo)飽和的(de)kcl貯(zhu)池(如:3mol/lkcl)來實現恒定(ding)。液體(ti)或凝膠形式的(de)電解質溶液通過(guo)(guo)隔膜與被測溶液相連通。
利用上述的(de)(de)電(dian)極(ji)組合—銀(yin)電(dian)極(ji)和Ag/AgCl參比電(dian)極(ji)可以測(ce)量(liang)膠(jiao)片沖洗液(ye)中的(de)(de)銀(yin)離子(zi)含量(liang)。也可以將銀(yin)電(dian)極(ji)換(huan)成鉑或金(jin)電(dian)極(ji)進行(xing)氧化(hua)還(huan)原電(dian)位的(de)(de)測(ce)量(liang)。例如:某(mou)種(zhong)金(jin)屬離子(zi)的(de)(de)氧化(hua)階段。
最常用的pH指示電極是玻璃電極。它是一支端部吹成泡狀的對于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管內充填有含飽和AgCl的3mol/lkcl緩沖溶液,pH值為7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的電位差用Ag/AgCl傳導系統,如第二(er)電(dian)極(ji),導(dao)出。pH復合(he)電(dian)極(ji)和pH固態電(dian)極(ji),
此電位差遵循能斯特公式:將E0、R、T(298.15K即(ji)25℃)等數值代入上式既(ji)得:
E=59.16mv/25℃perpH(式中已將ln(H3O+)轉化為pH)式中R和(he)F為常數,n為化(hua)合價,每種離子(zi)都(dou)有其固(gu)定的(de)值。對于氫離子(zi)來講n=1。溫度“T”做為變量,在能斯(si)特公式中起很(hen)大作用(yong)。隨著(zhu)溫度的(de)上升,電位值將隨之(zhi)增大。
對于每1℃的溫度變(bian)大,將引起電(dian)位(wei)0.2mv/perpH變(bian)化。用pH值來表示則每1℃第1pH變(bian)化0.0033pH值。
這也就(jiu)是說:對于(yu)20~30℃之間和(he)7pH左右的(de)測量不需要對溫(wen)度(du)變(bian)化進(jin)行補(bu)償;而對于(yu)溫(wen)度(du)>30℃或<20℃和(he)pH值(zhi)>8或6的(de)應(ying)用場合則必須(xu)對溫(wen)度(du)變(bian)化進(jin)行補(bu)償。
工業pH計,是(shi)一(yi)種常用(yong)的工業儀器設備(bei),主要(yao)用(yong)來精(jing)密測量液體介質的酸堿度值。以及安裝、清洗、抗干擾等等問題的考慮(lv)。
人(ren)們根據(ju)生產與生活的需要,科學(xue)地研究生產了許(xu)多型號的酸度計:
可分0.2級、0.1級、0.01級或更高(gao)精度。
分為筆式(shi)(shi)(迷你型)、便(bian)攜(xie)式(shi)(shi)、臺式(shi)(shi)還有在(zai)線連續監(jian)控測量的在(zai)線式(shi)(shi)。
筆式(shi)(迷你型)與便(bian)攜式(shi)pH酸(suan)堿(jian)度計一般是檢(jian)測人員帶(dai)到現場檢(jian)測使用。
選擇pH酸堿度計(ji)的精度級別是根據用戶測量所需的精度決定,而后(hou)根據用戶方(fang)便使用而選擇各(ge)式形(xing)狀的pH計(ji)。
按便(bian)攜性分的,分為:便(bian)攜式(shi)(shi)pH計,臺(tai)式(shi)(shi)pH計和筆(bi)式(shi)(shi)pH計。
按用途分(fen)為(wei):實(shi)驗室用pH計,工(gong)業在(zai)線pH計等。
按(an)先進程(cheng)度(du)分(fen)為(wei)經濟型(xing)(xing)pH計(ji)(ji),智能型(xing)(xing)pH計(ji)(ji),精密型(xing)(xing)pH計(ji)(ji)或(huo)分(fen)為(wei)指針式pH計(ji)(ji),數顯式pH計(ji)(ji)。
筆(bi)式pH計,一般制成單(dan)一量(liang)程(cheng),測量(liang)范(fan)圍狹窄,為專用(yong)簡便儀器。
便(bian)攜(xie)式和(he)臺式pH計測量范(fan)圍(wei)較廣(guang),常用(yong)儀器,不同點是(shi)便(bian)攜(xie)式采用(yong)直流供(gong)電,可攜(xie)帶(dai)到現場(chang)。實驗室pH計測量范(fan)圍(wei)廣(guang)、功(gong)能多、測量精度高(gao)。
工業用pH計的(de)特點是要求穩定(ding)性好、工作(zuo)可靠(kao),有(you)一定(ding)的(de)測量精(jing)度、環境適(shi)應能力強、抗(kang)干擾能力強,具有(you)模(mo)擬里量輸出(chu)、數字通訊、上下(xia)限(xian)報警和控制(zhi)功能等。
酸度(du)(du)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)級(ji)別和儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)準確度(du)(du)是(shi)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)兩個概念(nian),儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)級(ji)別與(yu)其準確度(du)(du)并不(bu)完全一致。酸度(du)(du)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)級(ji)別是(shi)按其指(zhi)示(shi)器(qi)(qi)(qi)(簡稱(cheng)電(dian)計(ji)(ji))的(de)(de)(de)(de)分(fen)度(du)(du)值(zhi)(zhi)(分(fen)辨率(lv)或最小(xiao)(xiao)顯示(shi)值(zhi)(zhi))表示(shi)的(de)(de)(de)(de),例如:分(fen)度(du)(du)為(wei)(wei)0.1pH的(de)(de)(de)(de)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)稱(cheng)為(wei)(wei)0.1級(ji)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi);最小(xiao)(xiao)顯示(shi)值(zhi)(zhi)為(wei)(wei)0.001pH的(de)(de)(de)(de)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)稱(cheng)為(wei)(wei)0.001級(ji)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi),等等。而儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)準確度(du)(du)是(shi)電(dian)計(ji)(ji)與(yu)電(dian)極配(pei)套測試標(biao)準溶液的(de)(de)(de)(de)綜合誤差,它(ta)不(bu)僅與(yu)電(dian)計(ji)(ji)有關,而且(qie)與(yu)玻璃電(dian)極和參比電(dian)極更有關。從實際(ji)使用要求出發,電(dian)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)分(fen)度(du)(du)值(zhi)(zhi)為(wei)(wei)0.1~0.001pH,如果有必要的(de)(de)(de)(de)話,依當前的(de)(de)(de)(de)科技(ji)水平,完全可以制作出更精密(mi)的(de)(de)(de)(de)電(dian)計(ji)(ji)。但(dan)是(shi),由(you)于結(jie)構(gou)和制造等方面的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因,常用電(dian)極的(de)(de)(de)(de)性能(neng)還不(bu)能(neng)達到完全理想的(de)(de)(de)(de)程度(du)(du)。
玻璃電(dian)極的(de)重復性(xing)(xing)誤差和(he)參(can)比電(dian)極的(de)溶液接界電(dian)勢穩定(ding)性(xing)(xing)都不(bu)優于(yu)0.01pH。因(yin)此,電(dian)計(ji)的(de)分辨率(lv)再高(gao),儀器測試準確度(du)(du)都難優于(yu)0.01pH。但(dan)是,選擇高(gao)分辨率(lv)的(de)儀器可(ke)以(yi)最大限度(du)(du)地克服或(huo)消除電(dian)計(ji)對(dui)測試誤差的(de)影響(xiang)。由于(yu)要使電(dian)計(ji)達到滿意的(de)精度(du)(du)已不(bu)成問題,所以(yi)都在儀器的(de)智能(neng)化,人性(xing)(xing)化,可(ke)靠性(xing)(xing),操(cao)作簡便以(yi)及性(xing)(xing)價比等方面不(bu)斷(duan)創新和(he)提高(gao)。酸度(du)(du)計(ji)的(de)級別與其測試準確度(du)(du)的(de)關系在酸度(du)(du)計(ji)國家計(ji)量檢定(ding)規(gui)程(JJG119-84)中規(gui)定(ding)如下:
PH酸度計儀器的(de)級(ji)(ji)別0.2級(ji)(ji)、0.1級(ji)(ji)、0.02級(ji)(ji)、0.01級(ji)(ji)、0.001級(ji)(ji);
分度值(zhi)或(huo)最小顯示值(zhi)(pH)0.2、0.1、0.02、0.01、0.001;
電(dian)計示(shi)值(zhi)誤差(pH)±0.1、±0.05、±0.01、±0.01、±0.002;
配套測試示值總誤差(pH)±0.2、±0.1、±0.02、±0.02、±0.01。
注:配套測試(shi)時的(de)(de)(de)測試(shi)范圍應(ying)控(kong)制在pH3~pH10內(nei)。從上表可以看出(chu),對于0.01級以下的(de)(de)(de)酸度(du)計(ji)(ji),示值總誤(wu)差(cha)數值等于其級別,對于0.01級的(de)(de)(de)酸度(du)計(ji)(ji),示值總誤(wu)差(cha)為(wei)0.02pH,對于0.001級酸度(du)計(ji)(ji),其示值總誤(wu)差(cha)也(ye)只(zhi)能達到(dao)±0.01pH,而且此時需要使用(yong)一級pH標準(zhun)物(wu)質(zhi)才(cai)能得(de)到(dao)保證。(注意:pH國家(jia)標準(zhun)物(wu)質(zhi)分一級和(he)二級兩種,一般酸度(du)計(ji)(ji)常用(yong)的(de)(de)(de)是二級pH標準(zhun)物(wu)質(zhi)。)
隨著科學研究的(de)發展和生產技術的(de)進步水分的(de)定量(liang)分析已被列為各(ge)類(lei)物質理化分析的(de)基本項(xiang)(xiang)目之一(yi)(yi),作為各(ge)類(lei)物質的(de)一(yi)(yi)項(xiang)(xiang)重要的(de)質量(liang)指標。
根據不(bu)同形(xing)式(shi)試樣中的(de)(de)不(bu)同水(shui)(shui)分含量提出了(le)測(ce)(ce)定(ding)(ding)水(shui)(shui)分的(de)(de)不(bu)同要(yao)求。水(shui)(shui)分測(ce)(ce)定(ding)(ding)可(ke)以是(shi)工業(ye)生(sheng)產的(de)(de)控制分析,也(ye)可(ke)是(shi)工農(nong)業(ye)產品(pin)的(de)(de)質量簽定(ding)(ding);可(ke)以從成噸計的(de)(de)產品(pin)中測(ce)(ce)定(ding)(ding)含水(shui)(shui)量等等。
在進行操作前,應首先檢查(cha)電(dian)極(ji)的完好性。甘(gan)汞電(dian)極(ji)。由于(yu)復合電(dian)極(ji)使用比(bi)較廣(guang)泛(fan),以下主要討論復合電(dian)極(ji)。
實驗室使用(yong)的(de)復合(he)電(dian)(dian)極(ji)主(zhu)要(yao)(yao)有(you)(you)全(quan)封(feng)(feng)閉型(xing)和非封(feng)(feng)閉型(xing)兩(liang)種(zhong),全(quan)封(feng)(feng)閉型(xing)比(bi)較少,主(zhu)要(yao)(yao)是以(yi)國外企業生產(chan)為(wei)主(zhu)。復合(he)電(dian)(dian)極(ji)使用(yong)前(qian)首先檢查玻璃(li)球泡(pao)(pao)(pao)是否有(you)(you)裂痕(hen)、破碎,如(ru)(ru)果沒有(you)(you),用(yong)pH緩(huan)(huan)沖(chong)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)進(jin)(jin)行(xing)兩(liang)點標(biao)定時(shi)(shi),定位與斜率按(an)鈕均可調節到(dao)對應的(de)pH值時(shi)(shi),一(yi)(yi)般認為(wei)可以(yi)使用(yong),否則(ze)可按(an)使用(yong)說明書進(jin)(jin)行(xing)電(dian)(dian)極(ji)活化(hua)(hua)處理。活化(hua)(hua)方法是在4%氟化(hua)(hua)氫溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中浸3~5s左右(you),取出用(yong)蒸(zheng)(zheng)餾水(shui)進(jin)(jin)行(xing)沖(chong)洗,然后(hou)在0.1mol/L的(de)鹽酸溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中浸泡(pao)(pao)(pao)數小時(shi)(shi)后(hou),用(yong)蒸(zheng)(zheng)餾水(shui)沖(chong)洗干(gan)凈(jing),再進(jin)(jin)行(xing)標(biao)定,即(ji)用(yong)pH值為(wei)6.86(25℃)的(de)緩(huan)(huan)沖(chong)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)進(jin)(jin)行(xing)定位,調節好后(hou)任意選擇另一(yi)(yi)種(zhong)pH緩(huan)(huan)沖(chong)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)進(jin)(jin)行(xing)斜率調節,如(ru)(ru)無法調節到(dao),則(ze)需更換電(dian)(dian)極(ji)。非封(feng)(feng)閉型(xing)復合(he)電(dian)(dian)極(ji),里面要(yao)(yao)加外參比(bi)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)即(ji)3mol/L氯化(hua)(hua)鉀溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),所以(yi)必須檢查電(dian)(dian)極(ji)里的(de)氯化(hua)(hua)鉀溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)是否在1/3以(yi)上,如(ru)(ru)果不到(dao),需添加3mol/L氯化(hua)(hua)鉀溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)。如(ru)(ru)果氯化(hua)(hua)鉀溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)超出小孔位置,則(ze)把多余的(de)氯化(hua)(hua)鉀溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)甩掉,使溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)位于小孔下面,并檢查溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中是否有(you)(you)氣泡(pao)(pao)(pao),如(ru)(ru)有(you)(you)氣泡(pao)(pao)(pao)要(yao)(yao)輕彈(dan)電(dian)(dian)極(ji),把氣泡(pao)(pao)(pao)完全(quan)趕出。
在(zai)使(shi)用過(guo)程(cheng)中應(ying)(ying)(ying)把電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)上面的橡皮剝下,使(shi)小(xiao)孔露在(zai)外面,否則在(zai)進(jin)行分析(xi)時,會產生負壓,導(dao)(dao)致(zhi)氯(lv)(lv)化鉀(jia)溶液(ye)不(bu)能順利通過(guo)玻璃球泡(pao)(pao)與被測(ce)溶液(ye)進(jin)行離(li)子交(jiao)換,會使(shi)測(ce)量數(shu)(shu)據不(bu)準確。測(ce)量完成后應(ying)(ying)(ying)把橡皮復(fu)(fu)原(yuan),封住小(xiao)孔。電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)經蒸餾(liu)水清洗后,應(ying)(ying)(ying)浸(jin)泡(pao)(pao)在(zai)3mol/L氯(lv)(lv)化鉀(jia)溶液(ye)中,以保持(chi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)球泡(pao)(pao)的濕潤,如果電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)使(shi)用前發(fa)現保護液(ye)已流失,則應(ying)(ying)(ying)在(zai)3mol/L氯(lv)(lv)化鉀(jia)溶液(ye)中浸(jin)泡(pao)(pao)數(shu)(shu)小(xiao)時,以使(shi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)達到最好的測(ce)量狀態(tai)。在(zai)實際(ji)使(shi)用時,發(fa)現有(you)的分析(xi)人員把復(fu)(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)當作玻璃電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)來(lai)處理,放在(zai)蒸餾(liu)水中長(chang)時間浸(jin)泡(pao)(pao),這是不(bu)正確的,這會使(shi)復(fu)(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)內的氯(lv)(lv)化鉀(jia)溶液(ye)濃度大(da)大(da)降(jiang)低(di),導(dao)(dao)致(zhi)在(zai)測(ce)量時電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)反應(ying)(ying)(ying)不(bu)靈(ling)敏,最終(zhong)導(dao)(dao)致(zhi)測(ce)量數(shu)(shu)據不(bu)準確,因此不(bu)應(ying)(ying)(ying)把復(fu)(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)長(chang)時間浸(jin)泡(pao)(pao)在(zai)蒸餾(liu)水中。
1、玻璃電極插座應保持干燥、清潔,嚴(yan)禁接觸(chu)酸霧、鹽霧等有害氣體,嚴(yan)禁沾上水(shui)溶(rong)液,保證儀(yi)器(qi)的高輸入阻抗。
2、不進行測量(liang)時,應將輸入短路(lu),以免損壞(huai)儀器。
3、新電(dian)(dian)極(ji)或久置不用的電(dian)(dian)極(ji)在(zai)使(shi)用前(qian),必須(xu)在(zai)蒸餾水(shui)中浸泡數小時。使(shi)電(dian)(dian)極(ji)不對稱(cheng)電(dian)(dian)位降(jiang)低(di)達到穩(wen)定,降(jiang)低(di)電(dian)(dian)極(ji)內阻。
4、測量(liang)時(shi),電(dian)極球泡應全(quan)部浸入被測溶(rong)液(ye)中。
5、使用時,應(ying)使內參比(bi)(bi)電(dian)極(ji)浸(jin)在內參比(bi)(bi)溶液中(zhong),不要讓內參比(bi)(bi)溶液倒向電(dian)極(ji)帽一端(duan),使內參比(bi)(bi)懸空。
6、使用時,應(ying)拔去參比電極電解(jie)液加液口的橡皮塞,以使參比電解(jie)液(鹽橋)借重力(li)作(zuo)用維(wei)持一定流(liu)速滲透并與被測溶液相通。否則,會造成讀數(shu)漂(piao)移。
7、氯化鉀溶液中應(ying)該沒有氣泡,以免使(shi)測量回(hui)路斷開。
8、應該經(jing)常(chang)添(tian)加氯化鉀鹽橋溶(rong)液,保持液面(mian)高(gao)于銀/氯化銀絲。
pH測量一定要標定校準嗎(ma)?
pH測(ce)(ce)量通常有比色(se)法(pH試紙(zhi)或比色(se)皿(min))和電極法二種。比色(se)法當(dang)然不要(yao)標(biao)定,而電極法就一(yi)定要(yao)標(biao)定,因為電極法pH測(ce)(ce)量就是將(jiang)未知溶(rong)液與已知pHs值的標(biao)準(zhun)溶(rong)液在測(ce)(ce)量電池中作用比較測(ce)(ce)定,這是電極法pH測(ce)(ce)量的“操作定義(yi)”所決(jue)定的。
pH計(ji)因電計(ji)設計(ji)的(de)(de)(de)不同(tong)而(er)類型很多,其(qi)操(cao)作步(bu)驟各有(you)不同(tong),因而(er)pH計(ji)的(de)(de)(de)操(cao)作應嚴格按照其(qi)使用說明(ming)書(shu)正確進行。在具體操(cao)作中,校(xiao)準(zhun)是pH計(ji)使用操(cao)作中的(de)(de)(de)一重要步(bu)驟。表1的(de)(de)(de)數(shu)據是精度為(wei)0.01級、經過計(ji)量(liang)檢定合格的(de)(de)(de)pH計(ji)在未校(xiao)準(zhun)時(shi)與校(xiao)準(zhun)后的(de)(de)(de)測量(liang)值(zhi),從中可(ke)以看出校(xiao)準(zhun)的(de)(de)(de)重要性。
盡(jin)管pH計(ji)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)類很(hen)多,但其(qi)校(xiao)準(zhun)(zhun)(zhun)方(fang)法(fa)均采用兩點校(xiao)準(zhun)(zhun)(zhun)法(fa),即(ji)選(xuan)擇(ze)兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye):一種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)pH7標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye),第二種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)pH9標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)或pH4標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)。先(xian)用pH7標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)對電計(ji)進行定(ding)位,再(zai)根據待(dai)測溶液(ye)(ye)(ye)的(de)酸(suan)堿性(xing)選(xuan)擇(ze)第二種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)。如(ru)果(guo)待(dai)測溶液(ye)(ye)(ye)呈(cheng)酸(suan)性(xing),則(ze)選(xuan)用pH4標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye);如(ru)果(guo)待(dai)測溶液(ye)(ye)(ye)呈(cheng)堿性(xing),則(ze)選(xuan)用pH9標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)。若是(shi)手動(dong)調(diao)(diao)節(jie)的(de)pH計(ji),應(ying)在兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)之間反復操作幾次,直至不需再(zai)調(diao)(diao)節(jie)其(qi)零點和(he)定(ding)位(斜(xie)率)旋(xuan)鈕(niu)(niu),pH計(ji)即(ji)可(ke)準(zhun)(zhun)(zhun)確顯(xian)示兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)pH值。則(ze)校(xiao)準(zhun)(zhun)(zhun)過程結束。此(ci)后,在測量過程中零點和(he)定(ding)位旋(xuan)鈕(niu)(niu)就不應(ying)再(zai)動(dong)。若是(shi)智能式pH計(ji),則(ze)不需反復調(diao)(diao)節(jie),因為其(qi)內部已貯存幾種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)的(de)pH值可(ke)供選(xuan)擇(ze)、而且可(ke)以(yi)自動(dong)識別(bie)并(bing)自動(dong)校(xiao)準(zhun)(zhun)(zhun)。但要注意標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)選(xuan)擇(ze)及其(qi)配制(zhi)的(de)準(zhun)(zhun)(zhun)確性(xing)。智能式0.01級(ji)pH計(ji)一般內存有三至五種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)標準(zhun)(zhun)(zhun)緩(huan)(huan)(huan)沖(chong)液(ye)(ye)(ye)pH值,如(ru)科立龍公司的(de)KL-016型pH計(ji)等。
其次,在校準(zhun)前(qian)應特別注(zhu)意待測(ce)溶液(ye)(ye)的(de)溫(wen)度。以便正確選擇標準(zhun)緩(huan)沖(chong)液(ye)(ye),并調節(jie)電計面板上(shang)的(de)溫(wen)度補償旋鈕,使其與待測(ce)溶液(ye)(ye)的(de)溫(wen)度一(yi)致。不(bu)同的(de)溫(wen)度下,標準(zhun)緩(huan)沖(chong)溶液(ye)(ye)的(de)pH值是(shi)不(bu)一(yi)樣的(de)。
校準工作結束后,對使用頻(pin)繁的pH計一(yi)般(ban)在48小時內儀(yi)器(qi)(qi)不需(xu)再次定標(biao)。如遇到下列情況之一(yi),儀(yi)器(qi)(qi)則需(xu)要重(zhong)新標(biao)定:
⑴溶液溫(wen)度與定標溫(wen)度有較大的差異時(shi).
⑵電(dian)極在(zai)空氣中(zhong)暴(bao)露過久,如半小時以上時.
⑶定位或(huo)斜率調(diao)節器被誤(wu)動;
⑷測量(liang)過酸(pH<2)或過堿(pH>12)的(de)溶液后(hou);
⑸換過電極后;
⑹當所測(ce)溶(rong)液的pH值不在(zai)兩點(dian)定(ding)標(biao)時(shi)所選溶(rong)液的中間(jian),且距7pH又較(jiao)遠時(shi)。
1、計量時(shi)(shi)應按說明書規定的時(shi)(shi)間(jian)周期對儀器進(jin)行校準。
2、校準時應注(zhu)意:
標準(zhun)緩(huan)沖(chong)溶(rong)液溫度盡量(liang)與被測溶(rong)液溫度接近。
定(ding)(ding)位標準緩沖(chong)(chong)溶(rong)液應盡量接近被測溶(rong)液的pH值(zhi)。或兩點標定(ding)(ding)時,應盡量使被測溶(rong)液的pH值(zhi)在(zai)兩個標準緩沖(chong)(chong)溶(rong)液的區間內。
校準(zhun)后(hou),應(ying)將浸入(ru)標準(zhun)緩(huan)沖溶(rong)液的電極(ji)用水特別(bie)沖洗,因為緩(huan)沖溶(rong)液的緩(huan)沖作用,帶(dai)入(ru)被測(ce)溶(rong)液后(hou),造成測(ce)量誤(wu)差。
3、記錄(lu)被(bei)(bei)測溶(rong)液(ye)的(de)pH值時(shi)應同時(shi)記錄(lu)被(bei)(bei)測溶(rong)液(ye)的(de)溫(wen)度值,因(yin)為離開(kai)溫(wen)度值,pH值幾乎毫無意(yi)義(yi)。盡(jin)管大多數(shu)pH計(ji)都(dou)具有(you)溫(wen)度補(bu)償(chang)功能(neng),但僅僅是補(bu)償(chang)電極(ji)的(de)響應而已,也就是說只是半補(bu)償(chang),而沒(mei)有(you)同時(shi)對被(bei)(bei)測溶(rong)液(ye)進行溫(wen)度補(bu)償(chang),即,全(quan)補(bu)償(chang)。
如何避免被測(ce)溶(rong)液與鹽橋(qiao)成分反(fan)應?
如果被測溶(rong)液(ye)含(han)有可溶(rong)性銀鹽、一價汞鹽或(huo)鉈鹽時(shi),鹽橋內不(bu)能(neng)利用(yong)(yong)氯化鉀(jia)(jia)溶(rong)液(ye),而應該用(yong)(yong)飽和硝酸鉀(jia)(jia)或(huo)硝酸銨溶(rong)液(ye)方能(neng)獲得滿意的測量結(jie)果。對非水(shui)溶(rong)液(ye)則(ze)應用(yong)(yong)碘化鈉的甲醇(chun)溶(rong)液(ye)和硫(liu)氰(qing)化鉀(jia)(jia)的乙(yi)醇(chun)溶(rong)液(ye)為中(zhong)間溶(rong)液(ye)。
總(zong)之,不(bu)能使鹽(yan)橋溶液(ye)中的(de)成分(fen)與被測(ce)(ce)溶液(ye)發生沉淀(dian)、氧(yang)化還原反應等現象,不(bu)然(ran)會干擾電動勢測(ce)(ce)定(ding)。
如雙(shuang)液接(jie)參比(bi)電(dian)極在測(ce)Cl濃度中的(de)應用。
關于pH計(ji)的常(chang)見信(xin)(xin)號顯(xian)示儀(yi)表(biao)ProtEXRT6820......模(mo)擬信(xin)(xin)號輸(shu)入型(xing)/積算(suan)型(xing)顯(xian)示儀(yi)表(biao)輸(shu)入信(xin)(xin)號4~20mA,Loop-Power回(hui)路(lu)(lu)供(gong)(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)降幅2.8V,(帶(dai)背(bei)(bei)光時5.8V)支持線性(xing)的、平方(fang)根(gen)的或(huo)可(ke)編程的數學運算(suan)Loop-Power回(hui)路(lu)(lu)供(gong)(gong)電(dian)或(huo)DC供(gong)(gong)電(dian)背(bei)(bei)光可(ke)選ProtEXRT6830.....脈沖信(xin)(xin)號輸(shu)入型(xing)/積算(suan)型(xing)顯(xian)示儀(yi)表(biao)電(dian)池(chi)(chi)供(gong)(gong)電(dian),DC供(gong)(gong)電(dian),或(huo)輸(shu)出回(hui)路(lu)(lu)供(gong)(gong)電(dian)電(dian)池(chi)(chi)供(gong)(gong)電(dian),DC供(gong)(gong)電(dian),或(huo)輸(shu)出回(hui)路(lu)(lu)供(gong)(gong)電(dian)背(bei)(bei)光可(ke)選ProtEX_LitePD663防爆型(xing)回(hui)路(lu)(lu)供(gong)(gong)電(dian)過程顯(xian)示儀(yi)表(biao)輸(shu)入信(xin)(xin)號4~20mA電(dian)壓(ya)降幅1.7V,(帶(dai)背(bei)(bei)光時4.9V)3-1/2+LCDS數字,0.6”高回(hui)路(lu)(lu)供(gong)(gong)電(dian)背(bei)(bei)光可(ke)選快(kuai)捷的四鍵編程問(wen)題
pH計(ji)廣泛用于凈水(shui)(shui)、自(zi)來水(shui)(shui)、生(sheng)活用水(shui)(shui)及各種液體(ti)的酸堿度(du)測(ce)試(shi)。pH值在(zai)7.0為中性,7.0以下為酸性,7.0以上為堿性。
1、pH玻璃電極的貯存
短期:貯(zhu)存在pH=4的緩沖溶液中;
長期:貯存在pH=7的緩沖溶液中(zhong)。
2、pH玻璃電極的清洗
玻璃電極球泡受污染可能使電極響應時間加長。可用CCl4或皂液揩去污物(wu),然(ran)后浸入(ru)蒸餾水一(yi)晝夜后繼(ji)續(xu)使用。污染嚴重時,可用5%HF溶(rong)液浸10~20分鐘,立即用水沖洗干凈(jing),然(ran)后浸入(ru)0.1NHCl溶(rong)液一(yi)晝夜后繼(ji)續(xu)使用。
3、玻璃電極老化的處理
玻璃電極(ji)的老(lao)化(hua)與膠層(ceng)(ceng)結構漸(jian)進變化(hua)有關。舊電極(ji)響應遲緩,膜電阻高,斜率低。用(yong)氫(qing)氟酸浸蝕掉外層(ceng)(ceng)膠層(ceng)(ceng),經(jing)常能(neng)改善電極(ji)性(xing)能(neng)。若能(neng)用(yong)此法定期清除內外層(ceng)(ceng)膠層(ceng)(ceng),則電極(ji)的壽(shou)命幾乎是(shi)無限的。
4、參比電極的貯存
銀(yin)-氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銀(yin)電極(ji)最好(hao)的貯(zhu)存液是飽和(he)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鉀溶(rong)液,高濃度氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鉀溶(rong)液可以防(fang)止氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銀(yin)在液接(jie)界處(chu)沉淀,并維持液接(jie)界處(chu)于(yu)工作狀(zhuang)態。此方(fang)法也適用于(yu)復合(he)電極(ji)的貯(zhu)存。
5、參比電極的再生
參比電極發生的問題絕大多數是由液接界堵(du)塞(sai)引起(qi)的,可(ke)用(yong)下列方法解決:
(1)浸(jin)(jin)泡液接界:用10%飽(bao)和(he)(he)氯化鉀溶液和(he)(he)90%蒸(zheng)餾(liu)水的(de)混合液,加熱(re)至60~70℃,將電極浸(jin)(jin)入約5cm,浸(jin)(jin)泡20分鐘至1小時。此法可溶去電極端部(bu)的(de)結(jie)晶(jing)。
(2)氨(an)浸泡(pao):當液(ye)接界被氯化銀堵塞時可用濃氨(an)水(shui)浸除。具體方法是將電極(ji)內充洗凈(jing),液(ye)放空后浸入(ru)氨(an)水(shui)中10~20分鐘(zhong),但不要讓氨(an)水(shui)進入(ru)電極(ji)內部。取出電極(ji)用蒸餾水(shui)洗凈(jing),重新加入(ru)內充液(ye)后繼續使用。
(3)真空方法:將軟管套住(zhu)參比電極液接界,使用水(shui)流(liu)吸氣泵,抽吸部(bu)分內充液穿(chuan)過液接界,除去機械堵塞(sai)物。
(4)煮沸液接界:銀(yin)-氯化銀(yin)參比電極的液接界浸入沸水中10~20秒。注意,下一(yi)次煮沸前,應(ying)將電極冷卻(que)到室溫。
(5)當以上方(fang)法(fa)均無效時(shi),可采用砂紙研(yan)磨的機械方(fang)法(fa)去除堵塞(sai)。此法(fa)可能(neng)會使研(yan)磨下的砂粒塞(sai)入(ru)液接界。造成永(yong)久性堵塞(sai)。
實驗室使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)電極(ji)都是復合電極(ji),其優點是使(shi)用(yong)方(fang)便(bian),不受(shou)氧化(hua)性(xing)或還(huan)原(yuan)性(xing)物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,且平(ping)衡速度較快。使(shi)用(yong)時,將電極(ji)加(jia)液口上所套的(de)(de)(de)(de)橡膠套和下(xia)(xia)端的(de)(de)(de)(de)橡皮(pi)套全取下(xia)(xia),以保持電極(ji)內氯化(hua)鉀溶液的(de)(de)(de)(de)液壓(ya)差。下(xia)(xia)面就把電極(ji)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)與維護(hu)簡單作一介(jie)紹:
⒈復合電極不用(yong)時,可(ke)充分浸泡3M氯化鉀溶(rong)液中。切忌用(yong)洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
⒉使(shi)用(yong)前(qian),檢查玻璃(li)電極前(qian)端的球(qiu)泡(pao)。正常情況下,電極應該透明而(er)無裂紋;球(qiu)泡(pao)內要充滿溶液,不能有氣泡(pao)存(cun)在。
⒊測量(liang)濃(nong)度較大(da)的(de)溶液時,盡(jin)量(liang)縮短(duan)測量(liang)時間,用(yong)后仔細清洗(xi),防止被測液粘附在電極上而污(wu)染電極。
⒋清(qing)洗電極后,不(bu)要(yao)用(yong)濾紙擦拭玻璃(li)膜,而(er)應用(yong)濾紙吸干,避(bi)免損壞玻璃(li)薄(bo)膜、防止交(jiao)叉污染,影響(xiang)測量精度。
⒌測量中注意(yi)電極(ji)的銀(yin)—氯化銀(yin)內(nei)參比電極(ji)應浸入(ru)到球泡內(nei)氯化物(wu)緩沖溶液中,避(bi)免電計顯示部分出現(xian)數字亂跳現(xian)象。使用時,注意(yi)將電極(ji)輕輕甩幾下(xia)。
⒍電極不能用于強(qiang)酸、強(qiang)堿或其(qi)他腐蝕(shi)性溶液。
⒎嚴禁在(zai)脫水性介(jie)質如無水乙醇(chun)、重鉻酸鉀等中使用。
1、pH玻璃電極的貯存
短(duan)期:貯存(cun)在pH=4的緩沖溶(rong)液中;
長期(qi):貯存在pH=7的緩(huan)沖溶液中。
2、pH玻璃電極的清洗
pH計的安裝(zhuang)方式有流通式和浸入(ru)式兩(liang)種。
污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠一般(ban)選用的是浸(jin)入式(shi)安裝,如該(gai)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠的pH計(ji)安裝在沉砂池的出口溢流槽內,此(ci)處的pH值較(jiao)具有代表(biao)(biao)性,且(qie)水(shui)(shui)流平穩,對pH計(ji)不會(hui)造(zao)成大的沖擊(ji)。定期(qi)的維護有助于儀表(biao)(biao)的準確測量和(he)延(yan)長儀表(biao)(biao)的使用壽命。應當注(zhu)意傳感器(qi)(qi)和(he)變(bian)送器(qi)(qi)之間的專用電纜不能(neng)受(shou)潮,否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變(bian)送器(qi)(qi)。
若電(dian)極不(bu)測量(liang)時(shi),應將黃色保護套管套上,它(ta)能使(shi)電(dian)極處于(yu)濕潤狀態(tai),有利于(yu)延(yan)長電(dian)極的使(shi)用(yong)壽命。每隔一個月(yue)左右,應對電(dian)極進行(xing)清(qing)洗,先用(yong)柔和(he)的水(shui)(shui)流噴洗附著物(wu),再將電(dian)極浸泡于(yu)清(qing)洗液(ye)中一段時(shi)間,而后用(yong)清(qing)水(shui)(shui)洗凈(jing)。
傳感器(qi)支架也應清洗(xi)。每(mei)次清洗(xi)之后(hou),要用(yong)(yong)緩沖劑溶液進(jin)行標定,生產(chan)廠家一(yi)般(ban)提供(gong)兩(liang)瓶(ping)標準溶液,一(yi)瓶(ping)pH值(zhi)(zhi)等于7,用(yong)(yong)于標定儀(yi)表(biao)零點;一(yi)瓶(ping)pH值(zhi)(zhi)等于4,用(yong)(yong)于標定儀(yi)表(biao)的信號(hao)輸(shu)出斜率。
如何(he)選購pH計|酸(suan)度儀|酸(suan)度計?應注意五大點。
我們在選購酸(suan)度(du)儀時,首先要考(kao)慮應用(yong)(yong)場合(he),選擇筆式(shi)pH計(ji),便(bian)攜式(shi)酸(suan)度(du)儀,臺式(shi)酸(suan)度(du)計(ji)或是工業用(yong)(yong)pH計(ji);其次是考(kao)慮測量需要的(de)精度(du),選擇合(he)適自(zi)己使用(yong)(yong)的(de)精度(du).BpH-200A型pH計(ji)廣泛應用(yong)(yong)于工業、電(dian)力、農業、醫藥、食(shi)品、科(ke)研和環保等(deng)領域。該儀器也是食(shi)品廠、飲用(yong)(yong)水廠辦(ban)QS、HACCP認證中的(de)必(bi)備檢(jian)驗設備。
我們在(zai)選(xuan)購酸度計時需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)以下幾點:
1.根(gen)據(ju)應(ying)用(yong)場合(he)分類可分為(wei):筆式(shi)pH計、便(bian)攜式(shi)pH計、實(shi)驗室(shi)pH計和工業pH計等。筆式(shi)pH計主要用(yong)于代替pH試紙的(de)功能,具有(you)精(jing)度低、使用(yong)方(fang)便(bian)的(de)特點。
便攜式pH計主(zhu)要用于現場和野外測方式,要求較高的精度和完(wan)善的功能(neng)。
實驗(yan)室pH計是一種臺式高精(jing)度分析儀表,要求精(jing)度高、功能全,包(bao)括(kuo)打印輸出、數據處(chu)理等等。
工業pH計是用(yong)于工業流程的連(lian)續測(ce)量,不僅要有測(ce)量顯(xian)示功(gong)能,還(huan)要有報警(jing)和控制功(gong)能,以及安(an)裝、清洗、抗(kang)干擾等等問題(ti)的考慮。
2.據pH計(ji)儀器精度(du)分(fen)類:可分(fen)為(wei)0.2級(ji)、0.1級(ji)、0.05級(ji)、0.01級(ji),數字越小,精度(du)越高(gao)。
3.根據元器件類型分(fen)類:可分(fen)為晶體管式(shi)、集(ji)成(cheng)電(dian)路式(shi)和單(dan)片機(ji)微(wei)電(dian)腦(nao)式(shi),更多的(de)(de)是應(ying)用微(wei)電(dian)腦(nao)芯片,大(da)大(da)減少了(le)儀器體積和單(dan)機(ji)成(cheng)本;但(dan)芯片的(de)(de)開發(fa)成(cheng)本很貴
4根據讀數指示分(fen)類:可分(fen)為指針式(shi)和數字顯示式(shi)二(er)種。指針式(shi)pH計已很(hen)少(shao)使用(yong),但指針式(shi)儀表能夠(gou)顯示數據的(de)連續變(bian)化過程,因此(ci)在滴定分(fen)析(xi)中還有(you)使用(yong)。
5.看pH計有沒(mei)有附(fu)帶功能,比方說帶標配(pei)RS232接口,還有一個很重的是溫(wen)度補償(chang)是自動
還是手動(dong),自動(dong)溫度補(bu)償(chang)的pH計(ji)要比手動(dong)溫度補(bu)償(chang)的pH計(ji)要方便些,二者之間的價(jia)格你就明白了吧。
備(bei)注:pH計(ji)|酸(suan)度儀(yi)|酸(suan)度計(ji)這(zhe)三(san)個名稱(cheng)意思都一(yi)樣(yang),只是各地方(fang)或者廠家(jia)說法不一(yi)樣(yang)。
1.什么(me)(me)是(shi)水的(de)pH值?它有什么(me)(me)意義?
pH值是水溶液最重要(yao)的(de)理(li)化(hua)參(can)數之一。凡涉(she)及水溶液的(de)自然現象,化(hua)學(xue)變化(hua)以及生產過程都與pH值有關(guan),因此,在工(gong)業(ye)、農(nong)業(ye)、醫學(xue)、環保(bao)和科研領域都需要(yao)測量pH值。
水(shui)(shui)的pH值(zhi)是表(biao)示(shi)(shi)水(shui)(shui)中氫離(li)子活度(du)的負(fu)對數值(zhi),表(biao)示(shi)(shi)為:
pH=-lgaH+pH值(zhi)(zhi)有時也(ye)稱(cheng)氫離子指數(shu),由(you)(you)于(yu)氫離子活度(du)的數(shu)值(zhi)(zhi)勤往往很小(xiao)(xiao),在應用很不方便,所以就用pH值(zhi)(zhi)之一概念來作為水溶液酸性、堿(jian)性的判斷指示(shi)。而且,氫離子活度(du)的負對數(shu)值(zhi)(zhi)能夠(gou)表(biao)示(shi)出酸性、堿(jian)性的變化幅度(du)的數(shu)量級的大小(xiao)(xiao),這(zhe)樣(yang)應用起來就十分(fen)方便,并由(you)(you)此得到(dao):
⑴中性水溶液,pH=-gaH+=-lg10-7=7
⑵酸(suan)性水(shui)溶液,pH<7,pH值越(yue)小,表示酸(suan)性越(yue)強;
⑶堿性水(shui)溶液(ye),pH>7,pH值(zhi)越大,表示(shi)堿性越強。
pH測(ce)量(liang)(liang)是一種相(xiang)對(dui)測(ce)量(liang)(liang),它僅僅指示標準溶(rong)(rong)液(ye)與未知溶(rong)(rong)液(ye)之間的pH差別,實際(ji)測(ce)量(liang)(liang)時(shi),需(xu)要用(yong)標準緩沖溶(rong)(rong)液(ye)定(ding)期進(jin)行校準。因此,為(wei)了(le)達到量(liang)(liang)值(zhi)(zhi)的一致,必須建立pH標度(du)。pH標度(du)范圍定(ding)為(wei)0~14pH,pH標度(du)的量(liang)(liang)值(zhi)(zhi)由基(ji)準緩沖溶(rong)(rong)液(ye)的pHs值(zhi)(zhi)確定(ding)。
因(yin)此,pH標度(du)的(de)含義(yi)可(ke)表達(da)為:根(gen)據pH定義(yi),在0~14pH范(fan)圍內選擇(ze)若干個(ge)pH緩沖溶液作為pH標度(du)的(de)固定點,并且采用當代技術能(neng)達(da)到的(de)最(zui)準(zhun)確的(de)方法測(ce)定它們的(de)pHs值。國際上有二種(zhong)(zhong)pH標度(du),即多種(zhong)(zhong)基準(zhun)pH標度(du)和單(dan)種(zhong)(zhong)基準(zhun)pH標度(du),中國采用多種(zhong)(zhong)基準(zhun)pHs標度(du)。
pH緩沖溶液(ye)是一(yi)種(zhong)能使pH值保持穩(wen)(wen)定的溶液(ye)。如果向這(zhe)種(zhong)溶液(ye)中加入(ru)少量(liang)的酸或(huo)(huo)(huo)堿,或(huo)(huo)(huo)者在(zai)溶液(ye)中的化學反(fan)應產生少量(liang)的酸或(huo)(huo)(huo)堿,以(yi)及將溶液(ye)適當稀釋,這(zhe)個溶液(ye)的pH值基本(ben)上穩(wen)(wen)定不(bu)變,這(zhe)種(zhong)能對抗(kang)少量(liang)酸或(huo)(huo)(huo)堿或(huo)(huo)(huo)稀釋,而使pH值不(bu)易發生變化的溶液(ye)就(jiu)稱為pH緩沖溶液(ye)。
pH標準緩沖(chong)溶液具(ju)有以下特點:
⑴標準溶(rong)液的(de)(de)pH值(zhi)是已知的(de)(de),并達到規定的(de)(de)準確度。
⑵標準溶(rong)液的(de)pH值有(you)良(liang)好的(de)復現(xian)性和(he)穩(wen)定(ding)性,具有(you)較(jiao)大的(de)緩沖容量(liang),較(jiao)小(xiao)的(de)稀釋(shi)值和(he)較(jiao)小(xiao)的(de)溫度系數。
⑶溶液(ye)的制(zhi)備方法簡單。
如何配制pH緩沖溶液?
對于一般的pH測量(liang),可使(shi)用成套的pH緩沖試劑(可配制250ml),配制溶(rong)液時,應(ying)使(shi)用去離子水,并預先煮沸15~30分鐘,以(yi)除去溶(rong)解的二氧化碳(tan)。剪開塑料袋將試劑倒入燒杯中,用適(shi)量(liang)去離子水使(shi)之溶(rong)解,并沖洗包裝袋,再倒入250ml容量(liang)瓶中,稀(xi)釋(shi)至(zhi)刻度(du),充(chong)分搖勻即可。
如何正確保存和使用pH緩沖溶液?
緩(huan)沖(chong)(chong)溶(rong)液(ye)(ye)配制后,應裝在玻璃瓶(ping)或聚(ju)乙稀(xi)(xi)瓶(ping)中(zhong)(堿性(xing)的(de)pH緩(huan)沖(chong)(chong)液(ye)(ye)如(ru)pH9.18、pH10.01、pH12.46等,應裝在聚(ju)乙稀(xi)(xi)瓶(ping)中(zhong))瓶(ping)蓋嚴密蓋緊,在冰箱中(zhong)低溫(5-10℃)保存,一(yi)般可(ke)使用二個月左右,如(ru)發現有混濁、發霉或沉淀等現象,不(bu)能繼(ji)續使用。使用時(shi),應準備幾個50ml的(de)聚(ju)乙稀(xi)(xi)小瓶(ping),將大瓶(ping)中(zhong)緩(huan)沖(chong)(chong)溶(rong)液(ye)(ye)倒入(ru)小瓶(ping)中(zhong),并在環(huan)境(jing)溫度下放置(zhi)1~2小時(shi),等溫度平衡(heng)后再使用。使用后不(bu)得再倒回(hui)大瓶(ping)中(zhong),以免污染(ran),小瓶(ping)中(zhong)的(de)緩(huan)沖(chong)(chong)溶(rong)液(ye)(ye)在>10℃的(de)環(huan)境(jing)條件(jian)下可(ke)以使用2~3天,一(yi)般pH7.00、pH6.86及pH4.00三種溶(rong)液(ye)(ye)使用時(shi)間可(ke)以長一(yi)些,pH9.18和pH10.01溶(rong)液(ye)(ye)由于吸收空氣中(zhong)的(de)CO2,其pH值比(bi)較(jiao)容易變化.
pH緩沖溶液有何用途?
⑴pH測量(liang)前標定(ding)校準pH計。
⑵用以(yi)檢定pH計(ji)的(de)準(zhun)確性,例如(ru)用pH6.86和pH4.00標(biao)定pH計(ji)后,將(jiang)pH電極插入pH9.18溶液中,檢查儀(yi)器顯示(shi)值(zhi)(zhi)和標(biao)準(zhun)溶液的(de)pHs值(zhi)(zhi)是否(fou)一致。
⑶在一般精度測(ce)量時檢(jian)查pH計是否需(xu)要(yao)重新設定(ding)。pH計標(biao)定(ding)并(bing)使用后也許會產(chan)生漂移或變化,因(yin)此在測(ce)試前將電極插入與被測(ce)溶液(ye)(ye)比(bi)較接近的標(biao)準緩(huan)沖液(ye)(ye)中,根(gen)據(ju)誤差大(da)小確定(ding)是否需(xu)要(yao)重新標(biao)定(ding)。
⑷檢測(ce)pH電極的性能。
8.使用瓶裝的(de)pH緩沖溶液(ye)有什(shen)么優(you)點?
在pH計經(jing)銷商處一般(ban)還有(you)(you)用(yong)(yong)聚乙稀塑料瓶瓶裝的pH標準緩沖(chong)溶液(ye)(ye)銷售。它(ta)和(he)用(yong)(yong)pH緩沖(chong)試劑(ji)自己配(pei)制的緩沖(chong)溶液(ye)(ye)比較,由于它(ta)其(qi)中(zhong)添加了顯色(se)劑(ji)和(he)防腐劑(ji),因此不(bu)(bu)同(tong)pH值的緩沖(chong)液(ye)(ye)有(you)(you)不(bu)(bu)同(tong)的顏(yan)色(se),使用(yong)(yong)時不(bu)(bu)易搞錯,并且在常溫下保存不(bu)(bu)會發霉變質,保存期可長達一年(nian),因此使用(yong)(yong)特別(bie)方便。有(you)(you)pH4.00、pH6.86、pH7.00、pH9.18、pH10.01五種,并有(you)(you)500ml大瓶和(he)50ml小(xiao)瓶二種規格。
實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室和(he)工(gong)業(ye)(ye)型pH電(dian)(dian)極(ji)有什(shen)么區別?從使用上(shang)講,實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室pH電(dian)(dian)極(ji)是(shi)(shi)在較好的環境條(tiao)件下進(jin)行(xing)短(duan)時間間斷測(ce)(ce)試;而工(gong)業(ye)(ye)pH電(dian)(dian)極(ji)是(shi)(shi)在較差的環境條(tiao)件下進(jin)行(xing)長(chang)期(qi)連續的測(ce)(ce)試。從性(xing)能上(shang)講,實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室pH電(dian)(dian)極(ji)要(yao)求電(dian)(dian)極(ji)的準確性(xing)和(he)重復(fu)性(xing)要(yao)好,響應快;而工(gong)業(ye)(ye)pH電(dian)(dian)極(ji)則要(yao)求電(dian)(dian)極(ji)的長(chang)期(qi)穩(wen)定性(xing)好。從結構(gou)上(shang)講實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室pH電(dian)(dian)極(ji)要(yao)求簡(jian)單輕便,而工(gong)業(ye)(ye)型pH電(dian)(dian)極(ji)則要(yao)求結構(gou)牢(lao)固,要(yao)考慮能夠安(an)裝(zhuang),并且能抵抗各(ge)種電(dian)(dian)場和(he)磁(ci)場的干擾(rao)。
pH電極為(wei)何要浸(jin)泡(pao)?如何正確(que)浸(jin)泡(pao)?pH電極使用前必(bi)須浸(jin)泡(pao),因(yin)為(wei)pH球泡(pao)是一種特(te)殊的(de)(de)(de)玻(bo)璃膜,在(zai)玻(bo)璃膜表(biao)面有一很(hen)薄的(de)(de)(de)水合凝(ning)膠(jiao)層,它只有充(chong)分濕(shi)潤的(de)(de)(de)條件下才能(neng)與(yu)溶液中的(de)(de)(de)H+離(li)子良好的(de)(de)(de)響應。同時(shi),玻(bo)璃電極經過浸(jin)泡(pao),可以(yi)使不對(dui)稱電勢(shi)大大下降并趨向穩定。
pH玻璃(li)電(dian)(dian)極(ji)(ji)一般可以用(yong)蒸餾(liu)水或(huo)pH4緩(huan)沖溶(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)浸泡(pao)(pao)。通常使(shi)用(yong)pH4緩(huan)沖液(ye)(ye)(ye)(ye)更好(hao)一些(xie),浸泡(pao)(pao)時間(jian)(jian)8小時至24小時或(huo)更長,根據球泡(pao)(pao)玻璃(li)膜(mo)厚度、電(dian)(dian)極(ji)(ji)老化程度而不(bu)同(tong)。同(tong)時,參(can)比電(dian)(dian)極(ji)(ji)的液(ye)(ye)(ye)(ye)接界(jie)也需要浸泡(pao)(pao)。因為(wei)如果液(ye)(ye)(ye)(ye)接界(jie)干涸會使(shi)液(ye)(ye)(ye)(ye)接界(jie)電(dian)(dian)勢增大或(huo)不(bu)穩定,參(can)比電(dian)(dian)極(ji)(ji)的浸泡(pao)(pao)液(ye)(ye)(ye)(ye)必須(xu)和參(can)比電(dian)(dian)極(ji)(ji)的外參(can)比溶(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)一致,即3.3mol/LKCl溶(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)或(huo)飽和KCl溶(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye),浸泡(pao)(pao)時間(jian)(jian)一般幾(ji)小時即可。
因(yin)此,對(dui)pH復(fu)合(he)(he)電(dian)(dian)極而言(yan),就必須浸(jin)(jin)泡(pao)在(zai)含KCl的(de)pH4緩(huan)沖液中,這(zhe)樣才能(neng)對(dui)玻璃(li)(li)球泡(pao)和(he)液接(jie)(jie)界同時(shi)起(qi)作用(yong)(yong)(yong)。這(zhe)里要特(te)別提醒(xing)注意,因(yin)為(wei)(wei)過去(qu)人(ren)使用(yong)(yong)(yong)單(dan)支(zhi)的(de)pH玻璃(li)(li)電(dian)(dian)極已習慣(guan)于(yu)用(yong)(yong)(yong)去(qu)離子水(shui)或pH4緩(huan)沖液浸(jin)(jin)泡(pao),后(hou)來使用(yong)(yong)(yong)pH復(fu)合(he)(he)電(dian)(dian)極時(shi)依(yi)然(ran)采用(yong)(yong)(yong)這(zhe)樣的(de)浸(jin)(jin)泡(pao)方法引起(qi)的(de)直(zhi)接(jie)(jie)后(hou)果就是使一(yi)支(zhi)性能(neng)良好的(de)pH復(fu)合(he)(he)電(dian)(dian)極變成一(yi)支(zhi)響應慢、精度(du)差的(de)電(dian)(dian)極,而且浸(jin)(jin)泡(pao)時(shi)間(jian)越長(chang)性能(neng)越差,因(yin)為(wei)(wei)經(jing)過長(chang)時(shi)間(jian)的(de)浸(jin)(jin)泡(pao),液接(jie)(jie)界內部(例如砂芯內部)的(de)KCl濃度(du)已大(da)大(da)降(jiang)低了,使液接(jie)(jie)界電(dian)(dian)勢增(zeng)大(da)和(he)不穩定(ding)。當(dang)然(ran),只(zhi)要在(zai)正確的(de)浸(jin)(jin)泡(pao)溶液中重新浸(jin)(jin)泡(pao)數小時(shi),電(dian)(dian)極還是會復(fu)原的(de)。
另(ling)外,pH電極也不(bu)能浸(jin)(jin)泡在(zai)中性或堿(jian)性的緩(huan)沖(chong)溶(rong)液中,長期浸(jin)(jin)泡在(zai)此類溶(rong)液中會使pH玻璃膜響應遲鈍。正(zheng)確的pH電極浸(jin)(jin)泡液的配制:取pH4.00緩(huan)沖(chong)劑(250ml)一包,溶(rong)于250ml純水中,再加入56克(ke)分析(xi)純KCl,適當加熱,攪拌至完全溶(rong)解(jie)即成。
pH電極如何清洗?
球泡和液(ye)接界污染后先用以下溶劑清洗,再用去(qu)離子水(shui)洗去(qu)溶劑,將電極(ji)浸入浸泡液(ye)中活化。
污染物清洗劑;
無機金(jin)屬氧(yang)化物低于1mol/L稀酸;
有機(ji)油(you)脂類物稀洗滌劑(弱(ruo)酸(suan)性);
樹脂高分子物(wu)質稀酒(jiu)精、丙酮(tong)、乙(yi)醚(mi);
蛋白質血球沉淀物酸(suan)性酶溶液(如食母生(sheng)片);
顏料類物質稀漂(piao)白液、過(guo)氧化氫(qing);
如何(he)檢測pH電極的好(hao)壞(huai)?用戶可按(an)下表數據自行檢測pH電極的好(hao)壞(huai),步驟如下(pH計調至mV檔)。
⑴測試零(ling)電(dian)(dian)位(wei)pH值(zhi)(zhi)(zhi),零(ling)點(dian)(dian)pH值(zhi)(zhi)(zhi):7±0.5pHpH電(dian)(dian)極插入pH4.00緩沖液(ye)中,穩定后讀數(shu)(shu)(預先測試出溶液(ye)的溫(wen)度(du)(du))。例如25℃時讀數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)E1’=186mV(取絕對值(zhi)(zhi)(zhi)),而準確(que)值(zhi)(zhi)(zhi)為178mV(見表格),則誤(wu)差(cha)值(zhi)(zhi)(zhi)=186-178mV,換算成pH值(zhi)(zhi)(zhi):8/59.16=0.14pH(59.16mV/pH是25℃時的K值(zhi)(zhi)(zhi),見表格)。因此零(ling)點(dian)(dian)pH值(zhi)(zhi)(zhi)合格。一般新(xin)電(dian)(dian)極零(ling)電(dian)(dian)位(wei)誤(wu)差(cha)≤±0.3pH,如零(ling)電(dian)(dian)位(wei)誤(wu)差(cha)>±0.5pH,電(dian)(dian)極的測試誤(wu)差(cha)會比(bi)較大(da),尤其當測試溶液(ye)溫(wen)度(du)(du)變化較大(da)時誤(wu)差(cha)會更(geng)大(da)。如果測試精度(du)(du)要(yao)求不(bu)高,則零(ling)電(dian)(dian)位(wei)誤(wu)差(cha)值(zhi)(zhi)(zhi)還可以(yi)大(da)一些,但最大(da)不(bu)能超過1pH.
⑵測試電極百分理論余率(PTS)記錄(1)步(bu)驟中(zhong)的測試數據(ju)186mV,將電極(ji)清洗后(hou)再插入pH9.18緩沖液中(zhong),穩定后(hou)讀數,E2’=111mV(取絕(jue)對(dui)值(zhi)),ΔE’=E1’+E2’=186+111=297mV,與(yu)表格中(zhong)的ΔE對(dui)照,PTS=97%,合(he)格,一般(ban)新(xin)電極(ji)PTS≥97%,使用長久的電極(ji)可以放(fang)寬一些,但一般(ban)應PTS≥95%,除非測試精度要求很低。
⑶將電極清洗后再插入(ru)pH4.00緩沖液,將讀數與步驟(1)的數據比較(jiao),其誤差(cha)應≤±2mV,否(fou)則表示電極重復性較(jiao)差(cha)。
⑷電極的測試讀數應該在30-60秒(miao)內(nei)穩定,否(fou)則(ze)表示電極響應太慢。
對(dui)溶液中氫離(li)子活度有響應,電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位隨(sui)之(zhi)而變化(hua)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)稱為pH指(zhi)示(shi)(shi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)或pH測(ce)量電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)。pH指(zhi)示(shi)(shi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)有氫電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)、銻電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)和玻璃(li)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)等幾(ji)種,但最常用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)玻璃(li)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)。玻璃(li)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)是(shi)由玻璃(li)支桿,以及由特殊成份組(zu)成的(de)(de)(de)對(dui)氫離(li)子敏感的(de)(de)(de)玻璃(li)膜組(zu)成。玻璃(li)膜一般呈球泡狀,球泡內(nei)充入內(nei)參(can)比(bi)溶液,插入內(nei)參(can)比(bi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(一般用(yong)銀/氯化(hua)銀電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)),用(yong)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)帽封(feng)接引出電(dian)(dian)線(xian),裝上(shang)插口(kou),就成為一支pH指(zhi)示(shi)(shi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)。市場(chang)銷售(shou)的(de)(de)(de)最常用(yong)的(de)(de)(de)pH指(zhi)示(shi)(shi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)是(shi)231玻璃(li)pH電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)。單獨一支pH指(zhi)示(shi)(shi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)是(shi)無法進行測(ce)量的(de)(de)(de),它必須和參(can)比(bi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)一起才能測(ce)量。
將pH玻璃電(dian)(dian)極(ji)(ji)和(he)參比(bi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)組合(he)在一(yi)起的電(dian)(dian)極(ji)(ji)就稱為pH復(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)。外(wai)殼(ke)為塑料(liao)的就稱為塑殼(ke)pH復(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)。外(wai)殼(ke)為玻璃的就稱為玻璃pH復(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)。復(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)的最大(da)優點是(shi)合(he)二為一(yi),使用方便。pH復(fu)合(he)電(dian)(dian)極(ji)(ji)的結(jie)構主要由電(dian)(dian)極(ji)(ji)球泡、玻璃支(zhi)持桿、內參比(bi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)、內參比(bi)溶液(ye)、外(wai)殼(ke)、外(wai)參比(bi)電(dian)(dian)極(ji)(ji)、外(wai)參比(bi)溶液(ye)、液(ye)接界、電(dian)(dian)極(ji)(ji)帽、電(dian)(dian)極(ji)(ji)導線(xian)、插(cha)口(kou)等(deng)組成。
⑴電極球(qiu)泡(pao):它是由具有氫(qing)功能的鋰玻璃熔融吹制而成,呈(cheng)球(qiu)形,膜厚在0.1~0.2mm左(zuo)右,電阻值(zhi)<250兆歐(25℃)。
⑵玻(bo)璃(li)支持(chi)管(guan):是支持(chi)電極(ji)球(qiu)(qiu)泡(pao)的(de)玻(bo)璃(li)管(guan)體,由電絕緣性優良的(de)鉛(qian)玻(bo)璃(li)制(zhi)成,其膨脹系數應與電極(ji)球(qiu)(qiu)泡(pao)玻(bo)璃(li)一致。
⑶內參比電極:為銀(yin)(yin)/氯化銀(yin)(yin)電極,主要作(zuo)用是引用電極電位(wei),要求其電位(wei)穩(wen)定(ding),溫度系數小。
⑷內(nei)參比溶液:零電位(wei)為7pH的(de)內(nei)參比溶液,是(shi)中性磷(lin)酸鹽(yan)和(he)氯(lv)(lv)化鉀的(de)混合溶液,玻(bo)璃電極與參比電極構(gou)成電池建立零電位(wei)的(de)pH值(zhi),主要取決于內(nei)參比溶液的(de)pH值(zhi)及氯(lv)(lv)離(li)子濃度。
⑸電(dian)極(ji)塑殼:電(dian)極(ji)塑殼是支持玻璃電(dian)極(ji)和液接(jie)界(jie),盛(sheng)放外參比(bi)溶(rong)液的殼體,由(you)聚碳(tan)酸酯(zhi)塑壓成型。
⑹外參比電極(ji):為銀/氯化(hua)銀電極(ji),作用是(shi)提供與保持一個固定的參比電勢,要求電位穩(wen)定,重現性好,溫(wen)度系數(shu)小。
⑺外參(can)比溶液:為3.3mol/L的氯化鉀(jia)凝膠電解質(zhi),不易流(liu)失,無需(xu)添加。
⑻砂芯(xin)液接(jie)界:液接(jie)界是(shi)構通外參(can)比溶(rong)液和(he)被(bei)測溶(rong)液的連(lian)接(jie)部件,要求滲透量穩定。
⑼電(dian)極(ji)導線(xian)(xian):為(wei)低(di)噪音(yin)金(jin)屬屏(ping)蔽線(xian)(xian),內(nei)芯(xin)與內(nei)參比電(dian)極(ji)連接,屏(ping)蔽層與外參比電(dian)極(ji)連接。
pH電極具有以下特性:
⑴不(bu)(bu)(bu)對稱電(dian)勢(shi)(shi):當電(dian)極(ji)的內(nei)外參比電(dian)極(ji),內(nei)外參比溶液均(jun)相同時,理論上(shang)電(dian)池電(dian)動勢(shi)(shi)應等于零,但實際上(shang)總有幾毫(hao)伏到幾十(shi)毫(hao)伏的電(dian)勢(shi)(shi)差存(cun)在,這說明玻璃(li)球(qiu)(qiu)泡(pao)內(nei)外二個界面是不(bu)(bu)(bu)對稱的,這一電(dian)勢(shi)(shi)差就稱為(wei)不(bu)(bu)(bu)對稱電(dian)勢(shi)(shi)。不(bu)(bu)(bu)對稱電(dian)勢(shi)(shi)與(yu)球(qiu)(qiu)泡(pao)吹制的工藝(yi)有關,也與(yu)使用中球(qiu)(qiu)泡(pao)表面受侵蝕或沾(zhan)污有關,實際使用中,可用電(dian)計特設的定位(wei)調節器消除它。
⑵零電(dian)勢(shi)(shi):pH電(dian)極的(de)零電(dian)勢(shi)(shi)是指pH測(ce)量電(dian)池的(de)電(dian)勢(shi)(shi)為(wei)零時(shi)的(de)溶(rong)(rong)液(ye)的(de)pH值。它取決于(yu)內(nei)參比溶(rong)(rong)液(ye)的(de)pH值及氯離子濃度。若內(nei)參比溶(rong)(rong)液(ye)為(wei)0.025mol/L的(de)混合磷酸鹽溶(rong)(rong)液(ye),電(dian)極的(de)零電(dian)勢(shi)(shi)pH值大(da)于(yu)或小于(yu)電(dian)極的(de)零電(dian)勢(shi)(shi)pH值時(shi),電(dian)極的(de)極性就要發生改變。
⑶內(nei)(nei)阻(zu)(zu)(zu)(zu):電(dian)極的(de)(de)內(nei)(nei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)主要由球泡玻璃(li)膜的(de)(de)內(nei)(nei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)決定(ding),它取決于玻璃(li)的(de)(de)組成和厚度,阻(zu)(zu)(zu)(zu)值一(yi)般為幾十兆(zhao)歐。而且隨(sui)溫(wen)度下(xia)降而按指數式上升(每下(xia)降7℃,內(nei)(nei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)增加1倍,例如28℃時為50兆(zhao)歐,則0℃時為800兆(zhao)歐)。內(nei)(nei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)高的(de)(de)電(dian)極對(dui)電(dian)計的(de)(de)輸入阻(zu)(zu)(zu)(zu)抗(kang)及絕緣屏蔽的(de)(de)要求高,因此電(dian)極內(nei)(nei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)低(di)一(yi)些為好。
⑷堿誤(wu)(wu)差(cha)和酸(suan)誤(wu)(wu)差(cha):當被測溶(rong)液(ye)的酸(suan)度(du)和堿度(du)增大時,電極電勢與(yu)(yu)(yu)溶(rong)液(ye)pH值將偏離(li)線性(xing)關(guan)(guan)系,這種偏差(cha)就稱(cheng)為堿誤(wu)(wu)差(cha)和酸(suan)誤(wu)(wu)差(cha)。堿誤(wu)(wu)差(cha)是(shi)由(you)于在氫離(li)子(zi)濃(nong)度(du)很低的溶(rong)液(ye)中,電極膜的響應不僅與(yu)(yu)(yu)氫離(li)子(zi)濃(nong)度(du)有關(guan)(guan),而且(qie)與(yu)(yu)(yu)溶(rong)液(ye)中堿金屬離(li)子(zi)濃(nong)度(du)有關(guan)(guan)。堿誤(wu)(wu)差(cha)使測得的pH值比實(shi)際(ji)的數(shu)值偏低。酸(suan)誤(wu)(wu)差(cha)在較低的pH范圍內(pH<1~2)出(chu)現,酸(suan)誤(wu)(wu)差(cha)使pH測量值比實(shi)際(ji)數(shu)值偏高。
可充式和非可充式pH復合電極有何區別?
pH復合電極(ji)外(wai)殼有(you)(you)塑料和(he)玻璃的(de)區分。可充(chong)式(shi)pH復合電極(ji)外(wai)殼上有(you)(you)一加液(ye)孔,當電極(ji)的(de)外(wai)參比溶(rong)液(ye)流失后,可將加液(ye)孔打開(kai),重新補充(chong)KCl溶(rong)液(ye)。而非可充(chong)式(shi)pH復合電極(ji)內裝凝膠狀(zhuang)KCl,不易流失也(ye)無加液(ye)孔。
可充(chong)式pH復合電(dian)(dian)(dian)極的特點(dian)是(shi)參(can)比溶液(ye)有較(jiao)高的滲透速率,液(ye)接界電(dian)(dian)(dian)位穩定重現(xian),測量(liang)精度較(jiao)高。而且當(dang)參(can)比電(dian)(dian)(dian)極減(jian)少或(huo)受污(wu)染后可以(yi)補充(chong)或(huo)更換KCl溶液(ye),但缺點(dian)是(shi)使(shi)(shi)用(yong)較(jiao)麻(ma)煩。可充(chong)式pH復合電(dian)(dian)(dian)極使(shi)(shi)用(yong)時應將加液(ye)孔打開,以(yi)增加液(ye)體(ti)壓力,加速電(dian)(dian)(dian)極響(xiang)應,當(dang)電(dian)(dian)(dian)介(jie)液(ye)液(ye)面低于加液(ye)孔2cm時,應及時補充(chong)新(xin)的電(dian)(dian)(dian)介(jie)液(ye)。
非可充(chong)式pH復(fu)(fu)合電(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)特點是維護簡單(dan)使用方便(bian)(bian),因(yin)此(ci)也得到廣泛的(de)(de)(de)應(ying)用。但作為實(shi)驗室(shi)(shi)pH電(dian)極(ji)(ji)使用時,在(zai)長期(qi)和(he)(he)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)使用條(tiao)件下(xia),液接界處(chu)的(de)(de)(de)KCl濃度會減少,影響測(ce)試(shi)(shi)(shi)精(jing)度。因(yin)此(ci)非可充(chong)式pH復(fu)(fu)合電(dian)極(ji)(ji)不用時,應(ying)浸(jin)在(zai)電(dian)極(ji)(ji)浸(jin)泡液中(zhong),這樣下(xia)次(ci)測(ce)試(shi)(shi)(shi)時電(dian)極(ji)(ji)性能會很好(hao),而大部分實(shi)驗室(shi)(shi)pH電(dian)極(ji)(ji)都不是長期(qi)和(he)(he)連(lian)續(xu)的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)(shi)(shi),因(yin)此(ci)這種(zhong)結(jie)構對精(jing)度的(de)(de)(de)影響是比較小的(de)(de)(de)。而工(gong)業pH復(fu)(fu)合電(dian)極(ji)(ji)由(you)于對測(ce)試(shi)(shi)(shi)精(jing)度的(de)(de)(de)要求比較低,所以使用方便(bian)(bian)就成為主要的(de)(de)(de)選擇。
如何正確使用pH復合電極?
⑴球泡(pao)前端(duan)不(bu)應(ying)有(you)氣泡(pao),如有(you)氣泡(pao)應(ying)用(yong)力甩去(qu)。
⑵電(dian)(dian)(dian)極從浸(jin)泡瓶(ping)中取(qu)出后,應(ying)在去離子(zi)水中晃(huang)動并甩干,不要用(yong)紙(zhi)巾(jin)擦試(shi)球泡,否則由于(yu)靜電(dian)(dian)(dian)感應(ying)電(dian)(dian)(dian)荷轉(zhuan)移到(dao)玻(bo)璃膜(mo)上,會延長(chang)電(dian)(dian)(dian)勢穩(wen)定的時間,更好的方(fang)法(fa)是使用(yong)被(bei)測溶液沖洗(xi)電(dian)(dian)(dian)極。
⑶pH復(fu)合電(dian)(dian)極(ji)插入(ru)被(bei)測溶液(ye)后,要(yao)攪拌晃動幾(ji)下(xia)再靜止放置,這樣會(hui)加快(kuai)電(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)響應(ying)。尤其(qi)使用(yong)塑殼(ke)pH復(fu)合電(dian)(dian)極(ji)時,攪拌晃動要(yao)厲害一(yi)些,因為球泡和(he)塑殼(ke)之間(jian)會(hui)有(you)一(yi)個小小的(de)(de)空(kong)(kong)腔,電(dian)(dian)極(ji)浸入(ru)溶液(ye)后有(you)時空(kong)(kong)腔中(zhong)的(de)(de)氣體(ti)來不及排除會(hui)產生氣泡,使球泡或液(ye)接(jie)界與溶液(ye)接(jie)觸不良,因此(ci)必(bi)須用(yong)力攪拌晃動以排除氣泡。
⑷在(zai)粘稠性試(shi)樣(yang)中測試(shi)之(zhi)后(hou),電極(ji)必(bi)須用(yong)去(qu)離子水(shui)反(fan)復沖洗多(duo)次,以除去(qu)粘附在(zai)玻璃(li)膜上的試(shi)樣(yang)。有時還需(xu)先用(yong)其(qi)他溶劑(ji)洗去(qu)試(shi)樣(yang),再用(yong)水(shui)洗去(qu)溶劑(ji),浸(jin)入浸(jin)泡液中活化(hua)。
⑸避免(mian)接觸強(qiang)堿或腐蝕性溶(rong)液(ye),如果測試此類(lei)溶(rong)液(ye),應盡(jin)量減(jian)少浸入時間,用后仔細清洗干凈(jing)。
⑹避免在無(wu)水乙(yi)醇、濃硫酸等脫水性介質中(zhong)使用,它們會(hui)損壞(huai)球泡表面的水合(he)凝膠層。
⑺塑殼pH復合(he)(he)電極的外殼材料是聚碳(tan)酸酯塑料(PC),PC塑料在有些(xie)溶(rong)劑中會溶(rong)解,如四(si)氯化碳(tan)、三氯乙稀、四(si)氫呋喃(nan)等,如果測試中含有以(yi)上溶(rong)劑,就會損壞電極外殼,此時應改(gai)用玻璃外殼的pH復合(he)(he)電極。
對溶(rong)液中氫(qing)離子活度(du)無(wu)響應,具(ju)有(you)已知和恒定的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)稱為(wei)參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)。參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)有(you)硫(liu)酸(suan)亞汞電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)、甘(gan)汞電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)和銀/氯化銀電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)等電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)等幾種(zhong)。最常用(yong)的是甘(gan)汞電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)和銀/氯化銀。參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)在測量電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池中的作用(yong)是提供并保持一個固定的參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢,因此對參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)的要(yao)求是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢穩定、重視,溫度(du)系(xi)數小(xiao),有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)通過時極(ji)化電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢小(xiao)。市場銷售的常用(yong)的參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)為(wei)232參(can)比(bi)(bi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)。
不同的參比電極有何區別?
常用(yong)的(de)(de)參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)有(you)甘汞(gong)電(dian)極(ji)(ji)(ji)和(he)銀(yin)/氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)電(dian)極(ji)(ji)(ji)二(er)類。甘汞(gong)電(dian)極(ji)(ji)(ji)具(ju)有(you)電(dian)勢(shi)(shi)穩定、重現(xian)性(xing)好(hao)的(de)(de)優點,但也有(you)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)滯(zhi)后(hou)性(xing)大(da),不(bu)能在(zai)高溫(wen)(wen)下使用(yong)(<70℃),且(qie)電(dian)極(ji)(ji)(ji)材料有(you)毒性(xing)等缺點。銀(yin)/氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)不(bu)僅制備(bei)容易,電(dian)勢(shi)(shi)穩定,重現(xian)性(xing)好(hao),而(er)且(qie)電(dian)極(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)構牢固,溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)滯(zhi)后(hou)性(xing)小,當溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)變化(hua)(hua)之后(hou)能較快達至新溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)下的(de)(de)平衡電(dian)勢(shi)(shi),并且(qie)可(ke)以在(zai)高溫(wen)(wen)下使用(yong)。但銀(yin)/氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)電(dian)極(ji)(ji)(ji)在(zai)濃(nong)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鉀溶(rong)液(ye)(ye)中的(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)較大(da),因(yin)此在(zai)電(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)外參(can)比(bi)(bi)(bi)溶(rong)液(ye)(ye)中(一般為(wei)3.3mol/L氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鉀溶(rong)液(ye)(ye)),應加(jia)入氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)預先飽和(he),否則(ze)參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)鍍層會被溶(rong)解,使電(dian)勢(shi)(shi)不(bu)穩定。毛(mao)細管參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)是銀(yin)/氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)的(de)(de)一種特(te)殊制作形成,它將(jiang)銀(yin)/氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銀(yin)參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)燒結(jie)(jie)在(zai)玻璃毛(mao)細管中間(jian),將(jiang)工作介質填(tian)充其間(jian)。這種參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)極(ji)(ji)(ji)不(bu)僅電(dian)勢(shi)(shi)穩定,而(er)且(qie)可(ke)以有(you)效防止因(yin)外參(can)比(bi)(bi)(bi)溶(rong)液(ye)(ye)污染而(er)引(yin)起的(de)(de)參(can)比(bi)(bi)(bi)電(dian)位(wei)變化(hua)(hua),因(yin)此更適合在(zai)高溫(wen)(wen)和(he)連續測試的(de)(de)條(tiao)件(jian)下使用(yong)。
什么是液接界?為何要使用高濃度KCI?
在pH測量(liang)過程中,均(jun)使(shi)用(yong)參(can)比(bi)電(dian)(dian)(dian)極(ji),大多數情況下參(can)比(bi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)帶有(you)鹽(yan)(yan)(yan)橋(qiao)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)。參(can)比(bi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)通(tong)過鹽(yan)(yan)(yan)橋(qiao)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)與被測溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)連(lian)通(tong),這樣在被測溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)和參(can)比(bi)鹽(yan)(yan)(yan)橋(qiao)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)之間就(jiu)形(xing)(xing)成(cheng)液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie),液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie)兩邊(bian)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)離(li)(li)子不斷(duan)跨越界(jie)(jie)面(mian)(mian)向對面(mian)(mian)進行擴(kuo)散,由于各個離(li)(li)子擴(kuo)散速(su)度(du)不同,而(er)使(shi)液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie)兩邊(bian)帶有(you)符號相(xiang)反的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)荷,產生電(dian)(dian)(dian)位差,即稱(cheng)為(wei)液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)位,也(ye)稱(cheng)擴(kuo)散電(dian)(dian)(dian)位,它(ta)(ta)會影響電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)測量(liang)精度(du)。為(wei)了減少液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢差或使(shi)其保持穩定及重現,就(jiu)必(bi)須采用(yong)高濃(nong)度(du)的(de)(de)KCI溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)(≥3.3mol/L)作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)外(wai)參(can)比(bi)鹽(yan)(yan)(yan)橋(qiao)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye),它(ta)(ta)有(you)足(zu)夠高的(de)(de)離(li)(li)子強度(du),比(bi)被測介質的(de)(de)可能的(de)(de)最大的(de)(de)離(li)(li)子強度(du)還要大5~10倍,因此(ci),在液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie)界(jie)(jie)面(mian)(mian)上,總(zong)是K+和Cl-向外(wai)擴(kuo)散,而(er)由于K+和Cl-的(de)(de)淌度(du)(可以理解成(cheng)速(su)度(du))接(jie)(jie)(jie)(jie)近相(xiang)等(deng),正(zheng)負電(dian)(dian)(dian)荷分布基本均(jun)勻,因此(ci)形(xing)(xing)成(cheng)較小的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)接(jie)(jie)(jie)(jie)界(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)勢,這就(jiu)是參(can)比(bi)電(dian)(dian)(dian)極(ji)中的(de)(de)外(wai)參(can)比(bi)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)必(bi)須使(shi)用(yong)高濃(nong)度(du)KCI溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)原(yuan)因。
液接界有幾種結構?它們各有什么特點?
從實際的(de)(de)(de)結構上講,液(ye)(ye)接(jie)界就(jiu)(jiu)是(shi)連(lian)(lian)通電極的(de)(de)(de)外參比溶(rong)液(ye)(ye)(高(gao)濃度(du)KCI溶(rong)液(ye)(ye))與(yu)被(bei)測(ce)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)連(lian)(lian)接(jie)部(bu)件,這個連(lian)(lian)接(jie)部(bu)件的(de)(de)(de)常用(yong)結構有陶(tao)瓷(ci)砂芯、纖維(wei)絲(si)、多孔(kong)材(cai)料(liao)(玻璃或塑料(liao))及玻璃磨(mo)口等幾種(zhong)。液(ye)(ye)接(jie)界材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)結構要(yao)求(qiu)是(shi)能(neng)夠滲透(tou),但又(you)不能(neng)滲透(tou)太快(kuai),同時又(you)要(yao)耐腐蝕,這就(jiu)(jiu)是(shi)液(ye)(ye)接(jie)界結構的(de)(de)(de)矛盾和(he)困難所在(zai)。簡單來(lai)說就(jiu)(jiu)是(shi)滲透(tou)、耐壓、不腐蝕,但又(you)不能(neng)滲透(tou)太快(kuai),同時又(you)要(yao)耐腐蝕性好,可(ke)以用(yong)于高(gao)溫和(he)高(gao)堿溶(rong)液(ye)(ye);纖維(wei)絲(si)結構溶(rong)液(ye)(ye)滲透(tou)速度(du)較(jiao)快(kuai),不易堵塞;多孔(kong)材(cai)料(liao)可(ke)做(zuo)(zuo)成與(yu)被(bei)測(ce)溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)面積較(jiao)大;最理想(xiang)的(de)(de)(de)結構應屬(shu)于玻璃磨(mo)口液(ye)(ye)接(jie)界,它可(ke)以做(zuo)(zuo)成接(jie)觸(chu)面積及滲出速度(du)均(jun)較(jiao)大在(zai),適用(yong)于高(gao)粘度(du)、渾濁(zhuo)液(ye)(ye)體及低離子強度(du)液(ye)(ye)體的(de)(de)(de)測(ce)定(ding)。
什么是雙液接參比電極?它有何優點?
雙液接(jie)參(can)比(bi)電極的結構,有二個(ge)液接(jie)界和二個(ge)參(can)比(bi)溶(rong)液腔體。
外腔體(ti)中(zhong)一般是KNO3溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye),內腔體(ti)中(zhong)是KCl溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye),它有二個顯(xian)著的(de)(de)優點:第一,減(jian)少污染,被測溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)只能污染外腔體(ti)中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye),對(dui)內腔體(ti)中(zhong)的(de)(de)KCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)影響(xiang)很小(xiao);第二,減(jian)少液(ye)接(jie)界堵(du)塞和離子間的(de)(de)化學(xue)反應(ying),例如(ru),若被測溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)含(han)S-、I-等(deng)離子會和參(can)比(bi)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)Ag+反應(ying),生成難(nan)溶(rong)(rong)(rong)(rong)的(de)(de)銀化合物堵(du)塞液(ye)接(jie)界。單支的(de)(de)雙液(ye)接(jie)參(can)比(bi)電極(ji)有市(shi)售,型號為(wei)217型甘汞(gong)電極(ji)。雙液(ye)接(jie)參(can)比(bi)電極(ji)較多(duo)用于工業pH電極(ji)。
(1)在實驗室配(pei)制合(he)適(shi)的(de)PH標準液(ye)PH4.01PH6.86或(huo)PH9.18任選兩(liang)(liang)種(zhong),根據現場(chang)水(shui)(shui)樣(yang)的(de)波動范(fan)圍選擇標準液(ye)。如果(guo)現場(chang)水(shui)(shui)質經常偏酸性,則選PH4.01、PH6.86兩(liang)(liang)種(zhong)標樣(yang);如果(guo)現場(chang)水(shui)(shui)質經常偏堿(jian)性,則選PH6.86、PH9.18兩(liang)(liang)種(zhong)標樣(yang)。
(2)將傳感器從現場取出(chu),用清水清洗探頭的玻璃電極。
(3)將(jiang)兩(liang)種(zhong)標準液分別(bie)倒入準備好的(de)兩(liang)個(ge)燒杯中。
(4)將電極(ji)浸入(ru)第(di)一(yi)(yi)種標(biao)準液中,打開儀表菜單(dan),校準第(di)一(yi)(yi)點(dian).不同品(pin)牌(pai)儀表,校驗菜單(dan)的(de)操作(zuo)方法不同,根據隨機說(shuo)明書進行操作(zuo)。
(5)第(di)一點(dian)(dian)校準通過后,用清水沖洗電(dian)極,再將(jiang)電(dian)極放入(ru)第(di)二種(zhong)標準液中(zhong),翻動儀表(biao)菜單,校準第(di)二點(dian)(dian)。
(6)兩點校準(zhun)完成(cheng)后,不同品(pin)牌(pai)的(de)(de)儀表(biao)(biao)會以不同的(de)(de)方式(shi)顯(xian)示儀表(biao)(biao)是(shi)(shi)否(fou)(fou)通過校驗(yan)或(huo)是(shi)(shi)否(fou)(fou)合格。
(7)如果通過,將電極放(fang)回被測液體中,使儀表投入運行。
(8)如果儀表校(xiao)準(zhun)失敗(bai),再重(zhong)復上述過程校(xiao)準(zhun)一(yi)遍,如果還(huan)不能通過,則更換pH電(dian)(dian)極。pH電(dian)(dian)極壽命一(yi)般在兩(liang)年左右。
從形(xing)狀上看,pH敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜可以制作成球(qiu)形(xing)、圓柱形(xing)、平面(mian)形(xing)和(he)尖錐形(xing)等(deng)各種(zhong)不(bu)(bu)同的(de)外形(xing),主要是為了(le)和(he)被測(ce)介質(zhi)的(de)形(xing)態吻合。如(ru)球(qiu)形(xing)和(he)圓柱形(xing),主要用于(yu)(yu)(yu)(yu)液體介質(zhi);平面(mian)形(xing)主要用于(yu)(yu)(yu)(yu)含水的(de)半(ban)固體介質(zhi),如(ru)皮膚、肉(rou)類、皮革、紙張等(deng);尖錐形(xing)主要用于(yu)(yu)(yu)(yu)刺入介質(zhi)內部測(ce)量(liang),如(ru)土壤、水果等(deng)。從成分組成看區別就更大(da)了(le),有(you)(you)用于(yu)(yu)(yu)(yu)常規使(shi)用的(de)敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜,有(you)(you)用于(yu)(yu)(yu)(yu)高溫使(shi)用的(de)敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜,有(you)(you)用于(yu)(yu)(yu)(yu)強酸或強堿使(shi)用的(de)敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜,有(you)(you)用于(yu)(yu)(yu)(yu)高溫蒸(zheng)汽(qi)消毒(130℃)的(de)敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜,以及用于(yu)(yu)(yu)(yu)低溫和(he)低離子強度(du)的(de)敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜等(deng)等(deng)。有(you)(you)些(xie)pH測(ce)試不(bu)(bu)準確(que)或不(bu)(bu)穩定與pH敏(min)感(gan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)膜的(de)選擇不(bu)(bu)當有(you)(you)很大(da)關(guan)系。
采(cai)(cai)(cai)用(yong)pH計能更好地控制化學反(fan)應(ying),達到(dao)提高(gao)生(sheng)(sheng)產(chan)率和產(chan)品(pin)(pin)(pin)質量(liang)以(yi)及安全生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)目的(de)。帶有(you)自動記錄的(de)pH測量(liang)系統還(huan)可對(dui)污染公害提供訴訟的(de)證據。某(mou)些間(jian)歇生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(例如某(mou)些化肥(fei)生(sheng)(sheng)產(chan)、食品(pin)(pin)(pin)加工(gong)過(guo)(guo)程)采(cai)(cai)(cai)用(yong)pH計后可變為(wei)連續(xu)生(sheng)(sheng)產(chan)方式。在現代工(gong)業(ye)中(zhong)采(cai)(cai)(cai)用(yong)pH計比其(qi)他類型的(de)連續(xu)分析儀表的(de)總和還(huan)多。幾乎凡需用(yong)水(shui)(shui)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)部(bu)門都需要采(cai)(cai)(cai)用(yong)pH計。其(qi)應(ying)用(yong)范圍從工(gong)業(ye)用(yong)水(shui)(shui)和廢物處(chu)理到(dao)采(cai)(cai)(cai)礦中(zhong)的(de)浮選(xuan)過(guo)(guo)程,包括紙漿和造紙、金屬加工(gong)、化工(gong)、石油、合成橡膠(jiao)生(sheng)(sheng)產(chan)、發電(dian)廠、制藥、食品(pin)(pin)(pin)加工(gong)等廣泛領域。