pH計，是一種常用的儀器設(shè)備，主要用來精密測量液體介質(zhì)的酸堿度值，配上相應(yīng)的離子選擇電極也可以測量離子電極電位MV值，pH計被廣泛應(yīng)用于環(huán)保、污水處理、科研、制藥、發(fā)酵、化工、養(yǎng)殖、自來水等領(lǐng)域。該儀器也是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認證中的bi備檢驗設(shè)備。
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(wěn)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(yīng)產(chǎn)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(wěn)定不變，這種能對抗少量酸堿或大或稀釋，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)標準溶液的pH值是已知的，并達到規(guī)定的準確度;
(2)標準溶液的pH值有良好的復現(xiàn)性和穩(wěn)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(shù);
(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組沖試劑(可配制250mL)，配制溶液時，應(yīng)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。剪開塑料袋將試劑倒入燒杯中，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(yīng)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(yīng)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(fā)現(xiàn)有混頻器濁，發(fā)霉或沉淀現(xiàn)象，不能繼續(xù)使用。使用時，應(yīng)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(huán)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(huán)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?
(1)pH測量前標定校準pH計。
(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。
(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(chǎn)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(jù)誤差大小確定是否需要重新標定。
(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(jīng)過浸泡，可以使不對稱電勢大大下降并趨向穩(wěn)定。pH玻璃電極一般可以用蒸餾水或pH=4的緩沖溶液浸泡。通常用pH=4緩沖溶液浸泡更好上些，浸泡時間至24小時或更長，根據(jù)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(wěn)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pH=4組沖液浸泡，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(yīng)慢、精度差的電極，而且浸泡時間越長性能越差，因為經(jīng)過長時間的浸泡，液接界內(nèi)部(例如，砂芯內(nèi)部)的KCl濃度已大大降低了，使液接界電勢增大和不穩(wěn)定。當然，只要在正確的浸泡溶液中重新浸泡數(shù)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(yīng)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(qū)別?
pH復合電極外殼有塑料和玻璃的區(qū)分。可充式pH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(nèi)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(wěn)定重現(xiàn)，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(yīng)將加液孔打開，以增加液體壓力，加速電極響應(yīng)，當電介液液面低于加液孔2厘米時，應(yīng)及時補充新的電介液。
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(yīng)用。但作為實驗室pH電極極使用時，在長期和邊續(xù)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(yīng)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(xù)的測試，因此，這種結(jié)構(gòu)對精度的影響是比較小的。而工業(yè)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?
(1) 球泡前端不應(yīng)有氣泡，如有氣泡應(yīng)用力甩去。
(2) 電極從浸泡瓶中取出后，應(yīng)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(yīng)電荷轉(zhuǎn)移到玻膜上，會延長電勢穩(wěn)定的時間，更好的方法是使用被測溶液沖洗電極。
(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(yīng)。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(chǎn)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。
(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。
(5) 避免接觸強酸強堿或腐蝕性溶液，如果測試此類溶液，應(yīng)盡量減少浸入時間，用后仔細清洗干凈。
(6) 避免在無水乙醇、濃硫酸等脫水性介質(zhì)中使用，它們會損壞球泡表面的水合凝膠層。
(7) 塑殼pH復合電極的外殼材料是聚碳酸酯塑料(PC)PC塑料在有些溶劑中會溶解，如四氯化碳、三氯乙烯、*等，如果測試中含有以上溶劑，就會電極外殼，此時應(yīng)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1mol/L稀酸
有機油脂類物質(zhì) 稀洗滌劑(弱酸性)
樹脂高分子物質(zhì) 稀酒精、丙酮、乙mi
蛋白質(zhì)血球沉淀物 酸性酶溶液(食母生片)
顏料類物質(zhì) 稀漂白液、*
9 .如何修復pH電極?
pH 復合電 極的“損壞”，其現(xiàn)象是敏感梯度降低 、響應(yīng)慢、讀數(shù)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?shù)姆椒ㄓ枰孕迯停?/p>
(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。
(2)外參比溶液受污染，有些電極的結(jié)構(gòu)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，注意第一、二次加進去時再要抽出來，以便將電極內(nèi)腔清洗凈。
( 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的氫氟酸溶液中3～5秒鐘(溶液配制：4mL氫氟酸用純水稀釋至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(jīng)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 0.1 ， pH 以下的樣品，可以采一點校準方法調(diào)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(shè)有一個定位調(diào)節(jié)旋扭，具體操作步聚如下：
(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(diào)節(jié)至該溫度下;
(2)用純水沖洗電極并甩干;
(3)將電極浸入緩沖溶液晃動后靜止放置，待讀數(shù)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)定位旋鈕使儀器顯示該標準溶液的pH值;
(4)取出電極沖洗并甩干;
(5)測量樣呂溫度，并將pH計溫度補償旋鈕調(diào)節(jié)至該溫度值;
(6)將電極浸入樣品溶液，晃動后靜止放置，顯示穩(wěn)定后讀數(shù)。
11 . 什么是pH計的二點校準?
對于精密級的 pH 計，除了設(shè) 有“定位”和“溫度補償”調(diào)節(jié)外，還設(shè)電極“斜率”調(diào)節(jié)，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(jù)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：
(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(wěn)定后，調(diào)節(jié)定位旋鈕使儀器示值為標準溶液的pH值。
(2)取出電極洗凈并甩干，浸入第二種標準溶液。待示值穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)儀器斜率旋鈕，使儀器的示值為第二種標準溶液的pH值。
(3)電極極洗凈并甩干，再浸入pH6.86或pH7.00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(diào)節(jié)旋鈕都能顯示正確的PH值。
(4) 取出電極洗凈并甩干，將pH溫度補償旋鈕調(diào)節(jié)至樣品溫度，將電極浸入樣品溶液，晃動后靜止放置，顯示穩(wěn)定后讀數(shù)。
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pH7.00相差一個pH單位)，則溫度影響的最大誤差就是30×0.003=0.09pH。如果是3個pH單位(在pH4～10范圍內(nèi))，最大誤差就是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(jié)論，為了減少溫度對 pH 測量的誤差，我們該注意以下三點：
(1) 盡量選擇接近被測溶液pH值的緩沖溶液校準pH計。
(2)盡量使校準溶液的溫度與被測溶液的溫度一致或接近。
(3)應(yīng)該選擇有溫度補償?shù)膒H計。
精度高于0.1pH的pH計都有溫度補償調(diào)節(jié)，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?shù)膒H計，最高的精度也只有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(shè)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(guān)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(jù)pH測量的操作定義，要想得到精密的測量結(jié)果，樣品溶液與標準溶液應(yīng)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(jīng)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，唯1可靠和蕞簡單的方法就是以pH標準緩沖溶液來來進行檢定。這是唯1的檢測標準。取三個標準緩沖溶液：pH=6.86、pH=4.00、pH=9.18(最好是新鮮配制并且溫度相同),以pH=6.86F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。
小結(jié)：注意事項
儀器在使用前必須進行校準，即，以上4～8款操作。如果儀器不關(guān)機，可以連續(xù)測定，一旦關(guān)機就要校準。但12小時即使不關(guān)機也必須校準一次。
