pH计5大常见问题汇总

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pH计5大常见问题汇总  第1张

PH计是测量和反应溶液酸碱度的重要工具,PH计的型号和产品多种多样,显示方式也有指针显示和数字显示两种可选,但是无论PH计的类型如何变化,它的工作原理都是相同的,其主体是一个精密的电位计。



电位测定系统中的电极组成形式


电位测定系统中的pH电极与参比电极的组成形式:
1、单体pH电极+参比电极(pH电极和参比电极是分开的,一共两个电极)
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1-Ag/AgCl参比芯;2-参比电解液;3-隔膜;4-H+离子感应玻璃膜;

2、复合pH电极(pH电极和参比电极是复合在一个电极上的)
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1-电极电缆线接口;2-参比电解液填充口;3-电极杆;4-电极头;

pH电极的活性部分:
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1-参比电极的Ag/AgCl参比芯;2-电解液隔膜,参比电极的隔膜;3-玻璃膜(相当于测量电极)。



pH计的工作原理


以单体pH电极+参比电极为例:
电位测试过程中,参比电极和pH电极与待测溶液接触,并存在以下电位差 :
pH计5大常见问题汇总  第5张
U1-玻璃膜相对于测定溶液电位;U2-隔膜扩散电位;U3-内参比电极相对于参比液电位;U4-参比电极电位;

对于一个指定的电极对而言,其中U3和U4的数值是恒定的,也可通过适当的方法,使参比电极隔膜扩散电位U2很小,并保持恒定,以使两电极间测定的电位数值只与U1有关。

U1是玻璃膜相对于测定溶液电位,U1数值的大小与待测溶液的氢离子活度有关。

从pH电极感应H+活度变化的机理(可参考电极干货系列(一)—pH电极感应机理与电极构造及分类)可得知,一个pH电极感应H+活度变化的部位是玻璃膜。玻璃膜表面有一层大约0.1mm的水合层,在酸性条件下,待测溶液中的氢离子进入到水合层,在碱性条件下,水合层中的氢离子扩散到待测溶液中,这种进入和扩散过程会形成一个膜电位,即为U1。
pH计5大常见问题汇总  第6张
pH电极测定电位过程中电位变化、玻璃膜相对于测定溶液电位U1与待测溶液的氢离子活度关系可根据Nernst方程进行推断和计算:
pH计5大常见问题汇总  第7张

其中U0=U2+U3+U4
U:指示电极与参比电极间的电位;
U0:电极标准电位,与电极结构有关;
R:气体常数(8.31441J•K-1•mol-1);
Z:分析离子H+的电荷数(此时Z=1);
F:法拉第常数(96484.56C·mol-1);
T:绝对温度K(T=t+273.15);

Nernst方程中的斜率是指理论电极斜率,电极斜率对应于分析离子变化引起的十幂次方的电位变化,与电极的结构、温度及待测离子的电荷有关。对于一价正电荷离子(z=+1),25℃时,理论电极斜率等于59.16mV。

误差校正
理论上,0~7~14pH的发生电位差在25℃时为+414mV~0~-414mV左右。在能斯特方程式中,电位差大约会变化-59mV,但实际上1pH的变化大约会变化-58mV,此外对于强酸性与强碱性由于玻璃膜的材质以及液体的种类不同,会产生误差。
pH计5大常见问题汇总  第8张
pH计的电位差
pH计的校正使用符合JIS标准的pH标准液。pH标准液包括草酸盐(1.68pH)、酞酸盐(4.01pH)、中性磷酸盐(6.86pH)、磷酸盐(7.41pH)、硼酸盐(9.18pH)、碳酸盐(10.01pH)。

pH计的使用方法(步骤)


pH计使用前的准备工作

1.使用pH计之前先用三蒸水清洗电极,注意玻璃电极不要碰碎。
2.准备在平台pH计的旁边放至调节用的NaOH液和HCl液。
3.在冰箱中拿出定pH液(pH=7.0),放与平台上。
4.打开pH计,调定pH值,按︿﹀键选择pH和CAL选项,选择其中的CAL项,调节插入到pH液(pH=7.0)中,按《》键选择数据值到7.0处,出现小八叉即可。
5.将玻璃电极插入到待测的溶液中,再放入另一电极,适当的搅动液面(注意:不要碰碎玻璃电极)。
6.pH计的电子单元使用必须注意电路的保护,在不进行pH值测量时,要将pH计的输入短路,以避免pH计的损坏。
7.pH计的玻璃电极插座必须保持干净、清洁和干燥,不能接触盐雾和酸雾等有害气体,同时严禁玻璃电极插座上沾有任何的水溶液,以避免pH计高输入阻抗。
8.未到你需要的pH值时要小心的加如NaOH液和HCl液,(据调节范围不同可以选择不同浓度的调节液,浓度小时可以快加,浓度大时要加慢)。
9.加液时小心不要超过所需的定容量。

pH计使用注意事项


1.一般情况下,pH计仪器在连续使用时,每天要标定一次;一般在24小时内仪器不需再标定。
2.使用前要拉下pH计电极上端的橡皮套使其露出上端小孔。
3.标定的缓冲溶液一般第一次用pH=6.86的溶液,第二次用接近被测溶液pH值的缓冲液,如被测溶液为酸性时,缓冲液应选pH=4.00;如被测溶液为碱性时则选pH=9.18的缓冲液。
4.测量时,电极的引入导线应保持静止,否则会引起测量不稳定。
5.电极切忌浸泡在蒸馏水中。pH计所使用的电极如为新电极或长期未使用过的电极,则在使用前必须用蒸馏水进行数小时的浸泡,这样pH计电极的不对称电位可以被降低到稳定水平,从而降低电极的内阻。
6.pH计在进行pH值测量时,要保证电极的球泡完全进入到被测量介质内,这样才能获得更加准确的测量结果。
7.pH计使用时,要去除参比电极点解液加液口的橡皮塞,这样参比电解液就能够在重力的。

pH计的保养


1.pH计玻璃电极的贮存
pH计短期内不用时,可充分浸泡在饱和氯化钾溶液中。但若长期不用,应将其干放,切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。
2.pH玻璃电极的清洗
玻璃电极球泡受污染可能使电极响应时间加长。可用CCl4或皂液揩去污物,然后浸入蒸馏水一昼夜后继续使用。污染严重时,可用5%HF溶液浸10~20分钟,立即用水冲洗干净,然后,浸入0.1N HCl溶液一昼夜后继续使用。
3.玻璃电极老化的处理
玻璃电极的老化与胶层结构渐进变化有关。旧电极响应迟缓,膜电阻高,斜率低。用氢氟酸浸蚀掉外层胶层,经常能改善电极性能。若能用此法定期清除内外层胶层,则电极的寿命几乎是无限的。
4.参比电极的贮存
银-氯化银电极最好的贮存液是饱和氯化钾溶液,高浓度氯化钾溶液可以防止氯化银在液接界处沉淀,并维持液接界处于工作状态。此方法也适用于复合电极的贮存。 

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