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    關于pH計使用中的基本知識14問

    更新時間:2023-10-16      點擊次數:411
    1. 什么是pH標準緩沖溶液?它有哪些特點?


    pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩定的溶液。如果向這種溶液中加入少量的酸或堿,或者在溶液中的化學反應產生少量的酸或堿,以及將溶液適當稀釋,這個溶液的pH值基本上穩定不變,這種能對抗少量酸堿或大或小稀釋,而使pH值不變化的溶液就稱為緩沖溶液。
    pH標準緩沖液有以下特點:
    1.1 標準溶液的pH值是已知的,并達到規定的準確度。
    1.2 標準溶液的pH值有良好的復現性和穩定性,具有較大的緩沖容量,較小的稀釋值和較小的溫度系數。
    1.3 溶液的制備方法簡單。


    2. 如何配制pH標準緩沖溶液?
    對于一般pH測量,可使用成套的pH緩沖試劑(可配制250mL),配制溶液時,應使用去離子水,并預先煮沸15-30分鐘,以除去溶解的二氧化碳。剪開袋子將試劑倒入燒杯中,用適量去離子水使之溶解,并沖洗包裝袋,再倒入250mL容量瓶中,稀釋至刻度,充分搖勻即可。

    3. 如何正確保存和使用pH緩沖溶液?
    緩沖溶液配制后,應裝在玻璃瓶或聚乙烯瓶中(堿性pH緩沖液如pH 9.18、pH 10.01、pH 12.46等,應裝在聚乙烯瓶中)瓶蓋嚴密蓋緊,在冰箱中低溫(5-10℃)保存,一般可使用六個月左右,如發現有混濁,發霉或沉淀現象,不能繼續使用。使用時,應準備幾個50mL的聚乙烯小瓶,將大瓶中的組沖溶液倒入小瓶中,并在環境溫度下放置1-2個小時,等溫度平衡后再使用。使用后不得再倒入大瓶中,以免污染,瓶中的緩沖溶液在>10℃的環境條件下可以使用2-3天,一般pH 7.00、pH 6.86、pH 14.00三種溶液使用時間可以長一些,pH 9.18和pH 10.01溶液由于吸收空氣中的二氧化碳,其pH值比較容易變化。


    4. pH緩沖溶液有何用途?
    4.1 pH測量前標定校準pH計。
    4.2 用以檢定pH計的準確性,例如用pH 6.86和pH 14.00標定PH計后,將PH電極插入pH 9.18溶液中,檢查儀器顯示值和標準溶液的pH值是否一致。
    4.3 在一般精度測量時檢pH計是否需要重新標定。pH計標定并使用后也許會產生漂移或變化,因此在測試前將電極插入與被測溶液比較接近的標準緩沖液中,根據誤差大小確定是否需要重新標定。
    4.4 檢測pH電極的性能。


    5. pH電極為何要浸泡?如何正確浸泡pH復合電極?
    pH電極使用前必須浸泡,因為pH球泡是一種特殊的玻璃膜,在玻璃膜表有一很薄的凝膠層,它只有在充分濕潤的條件下才能與溶液中的氫離子有良好的影響。同時,玻璃電極經過浸泡,可以使不對稱電勢大大下降并趨向穩定。pH玻璃電極一般可以用蒸餾水或pH 4.00緩沖溶液浸泡。通常用pH 4.00緩沖溶液浸泡更好上些,浸泡時間至24小時或更長,根據球泡玻璃膜厚度、電極老化程度而不同。同時,參比電極的液接界也需要浸泡。因為如果液接界干涸會使液接界電勢增大或不穩定,參比電極的浸泡液必須和參比電極的外參比溶液一致,即3.3mol/L KCL溶液或飽和KCL溶液,浸泡時間一般幾小時即可。


    因此,對pH復合電極而言,就必須浸泡在含KCL的pH 4.00緩沖液中,這樣才能對玻璃球泡和液接界同時起作用。這里要特別提醒注意,因為過去人們使用單支的PH玻璃電極已習慣于用去離子水或pH4緩沖液浸泡,后來使用pH復合電極時依然采用這樣的浸泡方法,甚至在一些不正確的pH復合電極的使用說明書中也會進行這種錯誤的指導。這種錯誤的浸泡方法引起的直接后果就是使一支性能良好的pH復合電極就成一支響應慢、精度差的電極,而且浸泡時間越長性能越差,因為經過長時間的浸泡,液接界內部(例如砂芯內部)的KCL濃度已大大降低了,使液接界電勢增大和不穩定。當然,只要在正確的浸泡溶液中重新浸泡數小時,電極還是會復原的。
     另外,pH電極也不能浸泡在中性或堿性緩沖溶液中,長期浸泡在此類溶液中會使pH玻璃膜響應遲鈍。


    正確的pH電極浸泡液的配制:取pH 4.00緩沖劑(250mL)一包,溶于250mL純水中,再加入56克分析純KCL,適當加熱,攪拌至溶解即成。

    6. 可充式和非可充式pH復合電極有何區別?
    pH復合電極外殼有su料和玻璃的區分??沙涫絧H復合電極即在電極外殼上有一加液孔,當電極的外參比溶液流失后,可將加液孔打開,重新補充KCL溶液。而非可充式pH復合電極內裝凝膠狀KCL,不易流失也無加液孔。


    可充式pH復合電極的特點是參比溶液有較高的滲透速度率,液接界電位穩定重現,測量精度較高。而且當參比電極減少或受污染后可以補充或更換KCL溶液,但缺點是使用較麻煩。可充式pH復合電極使用時應將加液孔打開,以增加液體壓力,加速電極響應,當電解液液面低于加液孔2厘米時,應及時補充新的電解液。


    非可充pH復合電極的特點是維護簡單使用方便,因此也得到廣泛的應用。但作為實驗室PH電極極使用時,在長期和邊續的使用條件下,液接界處的KCL濃度會減少,影響測試精度。因此非可充式pH復合電極不用時,應浸在電極浸泡液中,這樣下次測試時電極性能會很好,而部分實驗室pH電極都不是長期和邊續的測試,因此這種結構對精度的影響是比較小的。而工業的PH復合電極由于對測試精度的要求比較低,所以使用方便就成為主要的選擇。

    7. 如何正確使用pH復合電極?
    7.1 球泡前端不應有氣泡,如有氣泡應用力甩去。
    7.2 電極從浸泡瓶中取出后,應在去離子水中晃動并甩干,不要用紙巾擦拭球泡,否則由于靜電感應電荷轉移到玻膜上,會延長電勢穩定的時間,更好的方法是使用被測溶液沖洗電極。
    7.3 pH復合電極插入被測溶液后,要攪拌晃動幾下再靜止放置,這樣會加快電極的響應。尤其使用塑殼PH復合電極時,攪拌晃動要厲害一些,因為球泡和塑殼之間會有一個小小的空腔,電極浸入溶液后有時空腔中的氣體來不及排除會產生氣泡,使球泡或液接界與溶液接角不良,因此必須用力攪拌晃動以排除氣泡。
    7.4 在粘稠性試樣中測試之后,電極必須用去離子水反復沖洗多次,以除去粘附在玻璃膜上的試樣。有時還需先用其它試劑洗去試樣,再用水洗去溶劑,浸入浸泡液中活化。
    7.5 避免接觸強酸強堿或腐蝕性溶液,如果測試此類溶液,應盡量減少浸入時間,用后仔細清洗干凈。
    7.6 避免在無水乙醇等脫水性介質中使用,它們會損壞球泡表面的水合凝膠層。
    7.7 塑殼pH復合電極的外殼材料是聚碳酸酯塑殼(PC)PC塑殼在有些溶劑中會溶解,如四氯化碳、三氯乙烯、四氫呋喃等,如果測試中含有以上溶劑,就會電極外殼,此時應改用玻璃外殼的pH復合電極。

    8.pH電極如何清洗?
    球泡和液接界污染后先用以下溶劑清洗,再用去離子水洗去溶劑,將電極浸入浸泡液中活化。
    污   染   物                       清   洗   劑    
    無機金屬氧化物                          低于1 mol/L稀酸
    有機油脂類物質                          稀洗滌劑(弱酸性)
    樹脂高分子物質                          稀酒精
    蛋白質血球沉淀物                        酸性酶溶液(食母生片)
    顏料類物質                           稀漂白液、過氧化氫

    9. 如何修復pH電極?
    pH復合電極的“損壞",其現象是敏感梯度降低、響應慢、讀數重復性差,可能由以下三種因素引起,一般客戶可以采用適當的方法予以修復。
    9.1 電極球泡和液接界受污染,可以用細的毛刷、棉花或牙簽等,仔細去除污物。有些塑殼電極頭部的保護罩可以旋下,清洗就方便了,如污染嚴重,可按第8條的方法用清潔劑清洗。
    9.2 外參比溶液受污染,有些電極的結構是可添加溶液的,此時,可用針筒將電極的外參比溶液抽凈,配制新的3.3mol/L或飽和KCL溶液,再加進去,注意一、二次加進去時再要抽出來,以便將電極內腔清洗凈。
    9.3 玻璃敏感膜老化:將電極球泡用0.1mol/L稀鹽酸(9mL鹽酸用純水稀釋至100mL)浸泡24小時用純水洗凈,再用電極浸泡溶液浸泡24小時。如果鈍化比較嚴重,也可以將電極下端浸泡在45的氫fu酸溶液中3-5秒鐘(溶液配制:4 mL氫fu酸用純水稀釋至100mL),用純水洗凈,然后在電極浸泡溶液中浸泡24小時,使其恢復性能。

    10. 什么是pH計的一點校準?
    任何一種pH計都必須經過pH標準溶液的校準后才可測量樣品的pH值,對于測量精度在0.1pH以下的樣品,可以采一點校準方法調整儀器,一般選用pH 6.86或pH 7.00標準緩沖溶液。有些儀器本身只0.2pH或0.1pH,因此儀器只設有一個定位調節旋扭,具體操作步聚如下:
    10.1 測量標準緩沖液溫度,查表確定該溫度下的pH值,將溫度補嘗旋鈕調節至該溫度下。
    10.2 用純水沖洗電極并甩干。
    10.3 將電極浸入緩沖溶液晃動后靜止放置.待讀數穩定后,調節定位旋鈕使儀器顯示該標準溶液的pH值。
    10.4 取出電極沖洗并甩干。
    10.5 測量樣品溫度,并將pH計溫度補償旋鈕調節至該溫度值。
    10.6 將電極浸入樣品溶液,晃動后靜止放置,顯示穩定后讀數。


    11. 什么是pH計的二點校準?
    對于精密級的pH計,除了設有“定位"和“溫度補償"調節外,還設電極“斜率"調節,它就需要用二種標準緩沖液進行校準。一般先以pH 6.86或pH 7.00進行“定位"校準,然后根據測試溶液的酸堿情況,選用pH 4.00(酸性)或pH 9.18或pH 10.01(堿性)緩沖溶液進行“斜率校正。具體操作步聚為:
    11.1 電極極洗凈并甩干,浸入pH 6.86或pH 7.00標準溶液中,溫度補償旋鈕置于溶液溫度處。待示值穩定后,調節定位旋鈕使儀器示值為標準溶液的pH值。
    11.2 取出電極洗凈并甩干,浸入第二種標準溶液。待示值穩定后,調節儀器斜率旋鈕,使儀器的示值為第二種標準溶液的PH值。
    11.3 電極極洗凈并甩干,再浸入pH 6.86或pH 7.00標準溶液中,如果誤差超過0.02pH,則重復第(1),(2)步聚。直至在二種標準溶液中不需要調節旋鈕都能顯示正確的PH值。
    11.4 取出電極洗凈并甩干,將pH溫度補償旋鈕調節至樣品溫度,將電極浸入樣品溶液,晃動后靜止放置,顯示穩定后讀數。

    12. 溫度對pH精度測量有多大影響?
    對pH電極,溫度影響每一個pH為0.003pH/℃,例如一個0.2級的pH計,在30℃pH緩沖液中進行校準,然后測試60℃的溶液(假定溶液的pH范圍在pH6-8之間與pH 7.00相差一個pH單位),則溫度影響的zui大誤差就是30×0.003=0.09pH。如果是3個pH單位(在pH4-10范圍內),zui大誤差就是0.27pH,從中可以看出溫度對pH的影響是很大的。當然,我們也可以從中得出結論,為了減少溫度對pH測量的誤差,我們該注意以下三點:
    12.1 盡量選擇接近被測溶液pH值的緩沖溶液校準pH計。
    12.2 盡量使校準溶液的溫度與被測溶液的溫度一致或接近。
    12.3 應該選擇有溫度補償的pH計。


    精度高于0.1pH的pH計都有溫度補償調節,而0.2級的pH計就不帶有溫度補償。有些0.2級的pH計也號稱有0.1級的精度,其實這是不可能的,有人是將分辨率0.1pH和精度0.1pH這二個概念進行了混淆。即使以一個pH單位來說,相隔60℃的pH誤差就是0.003×60=0.18pH,因此,沒有溫度補償的pH計,zui高的精度也只有0.2pH。


    13. 溫度補償能消除所有溫度引起的誤差嗎?
    必須特別指出的是,pH計上設置的溫度補償,只是補償電極的斜率項(2.303RT/F)。受溫度影響的還有玻璃電極的標準電勢,液接界電勢等,它們與溫度并非成嚴格的線性關系。同時PH電極也需要一定的時間才能達到新溫度下的平衡。因此,不管是手動溫度補償還是自動溫度補償,都不是很充分的。根據pH測量的操作定義,要想得到精密的測量結果,樣品溶液與標準溶液應在相同和恒定的溫度下測量,這就是等溫測量原理。對于一般精度要求的pH測量,樣品溶液與標準溶液的溫度不同時,可使用溫度補償。

    14.如何判斷你的pH計是否準確?
    有不少用戶在使用pH計時都心存疑惑,這個pH計到底準不準?有人以工作經驗來判斷,有人以pH試紙來判斷,也有人以過去使用的pH計來判斷,這些都是不可靠的。其實,可靠和簡單的方法就是以pH標準緩沖溶液來來進行檢定。這是檢測標準。取三個標準緩沖溶液:pH 6.86、pH 4.00、pH 9.18(新鮮配制并且溫度相同),以pH 6.86進行定位校準,以pH 4.00進行斜率校準,然后測試pH 9.18,pH計是否準確,是否合格立見分曉。





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