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1、PH简介,内容,PH计的原理分析PH计使用十八问,PH计测量原理分析,酸度计（也称pH计）是用来测量溶液pH值的仪器。实验室常用的酸度计有雷磁25型，PHS-2型和PHS-3型等。虽然型号较多、结构各异.但它们的原理相同。面板构造有刻度指针显示和数字显示两种。下面分别介pHS 一2C 型和pHS- 29 型酸度计。 酸度计测pH 值的方法是电位测定法。它除测量溶液的酸度外，还可以测量电池电动势（mV）。主要由参比电极（甘汞电极），指示电极（玻璃电极）和精密电位计三部分组成。测量时用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极（SCE）作参比电极，组成电池：,玻璃电极I 待测pH 溶液IISCE（+） 由于
2、甘汞电极的电极电位不随溶液pH 值变化，在一定温度下是一定值t 而玻璃电极的电极电位随溶液pH 值的变化而改变，所以它们组成的电池电 动势也只随溶液的pH值而变化。 玻璃电极（图1）由Ag-AgCl 电极、盐酸和特制的球型玻璃膜构成。将它插入待测溶液.其电极电位 与溶液pH 值有下列关系 ：,式中 G0为玻璃电极标准电位.R 为气体常数，T 为开尔文温标，F 为法拉第常数,饱和甘汞电极（SCE）（图2）由汞、甘汞糊、饱和KCl 溶液构。一定温度下饱和KCl溶液的浓度为一定值.故饱和甘汞电极的电位中 也为一定值.298K 时为0.2412V。将玻璃电极和饱和甘汞电极插入溶液组成原电池.电池的电动
3、势为： 由上式可知，E与PH呈线性关系。只要测得E便可求出PH。由于 G0 是未知的，所以实际应用中应该用与待测溶液PH值相近的标准液定位。,在原电池中标准溶液给出的电动势为：,PH计十八问,什么是水的pH值？它有什么意义？ pH值是水溶液最重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现象，化学变化以及生产过程都与pH值有关，因此，在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。 水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值，表示为： pH= - lg aH+ pH值有时也称氢离子指数，由于氢离子活度的数值勤往往很小，在应用很不方便，所以就用pH值之一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指示。而且，氢离
4、子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小，这样应用起来就十分方便，并由此得到： 中性水溶液，pH= - lg aH+=-lg10-7=7 酸性水溶液，pH7，pH值越大，表示碱性越强。,什么是pH标度？ pH测量是一种相对测量，它仅仅指示标准溶液与未知溶液之间的pH差别，实际测量时，需要用标准缓冲溶液定期进行校准。因此，为了达到量值的一致，必须建立pH标度。pH标度范围定为014pH，pH标度的量值由基准缓冲溶液的pHs值确定。因此，pH标度的含义可表达为：根据pH定义，在014pH范围内选择若干个pH缓冲溶液作为pH标度的固定点，并且采用当代技术能达到的最准确的方法测定它
5、们的pHs值。国际上有二种pH标度，即多种基准pH标度和单种基准pH标度，中国采用多种基准pHs标度。,H测量一定要标定校准吗？ pH测量通常有比色法（pH试纸或比色皿）和电极法二种。比色法当然不要标定，而电极法就一定要标定，因为电极法pH测量就是将未知溶液与已知pHs值的标准溶液在测量电池中作用比较测定，这是电极法pH测量的“操作定义”所决定的。,什么是pH标准缓冲溶液？它有哪些特点？ pH缓冲溶液是一种能使pH值保持稳定的溶液。如果向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱，以及将溶液适当稀释，这个溶液的pH值基本上稳定不变，这种能对抗少量酸或碱或稀释，而使pH值
6、不易发生变化的溶液就称为pH缓冲溶液。 pH标准缓冲溶液具有以下特点： 标准溶液的pH值是已知的，并达到规定的准确度。 标准溶液的pH值有良好的复现性和稳定性，具有较大的缓冲容量，较小的稀释值和较小的温度系数。 溶液的制备方法简单。,如何配制pH缓冲溶液？ 对于一般的pH测量，可使用成套的pH缓冲试剂（可配制250ml），配制溶液时，应使用去离子水，并预先煮沸1530分钟，以除去溶解的二氧化碳。剪开塑料袋将试剂倒入烧杯中，用适量去离子水使之溶解，并冲洗包装袋，再倒入250ml容量瓶中，稀释至刻度，充分摇匀即可。,如何正确保存和使用pH缓冲溶液？ 缓冲溶液配制后，应装在玻璃瓶或聚乙稀瓶中（碱性的
7、pH缓冲液如pH9.18、pH10.01、pH12.46等，应装在聚乙稀瓶中）瓶盖严密盖紧，在冰箱中低温（5-10）保存，一般可使用二个月左右，如发现有混浊、发霉或沉淀等现象，不能继续使用。使用时，应准备几个50ml的聚乙稀小瓶，将大瓶中缓冲溶液倒入小瓶中，并在环境温度下放置12小时，等温度平衡后再使用。使用后不得再倒回大瓶中，以免污染，小瓶中的缓冲溶液在10的环境条件下可以使用23天，一般pH7.00、pH6.86及pH4.00三种溶液使用时间可以长一些，pH9.18和pH10.01溶液由于吸收空气中的CO2，其pH值比较容易变化.,H缓冲溶液有何用途？ pH测量前标定校准pH计。 用以检定
8、pH计的准确性，例如用pH6.86和pH4.00标定pH计后，将pH电极插入pH9.18溶液中，检查仪器显示值和标准溶液的pHs值是否一致。 在一般精度测量时检查pH计是否需要重新设定。pH计标定并使用后也许会产生漂移或变化，因此在测试前将电极插入与被测溶液比较接近的标准缓冲液中，根据误差大小确定是否需要重新标定。 检测pH电极的性能。,使用瓶装的pH缓冲溶液有什么优点？ 在pH计经销商处一般还有用聚乙稀塑料瓶瓶装的pH标准缓冲溶液销售。它和用pH缓冲试剂自己配制的缓冲溶液比较，由于它其中添加了显色剂和防腐剂，因此不同pH值的缓冲液有不同的颜色，使用时不易搞错，并且在常温下保存不会发霉变质，保
9、存期可长达一年，因此使用特别方便。有pH4.00、pH6.86、pH7.00、pH9.18、pH10.01五种，并有500ml大瓶和50ml小瓶二种规格。,什么是pH指示电极？ 对溶液中氢离子活度有响应，电极电位随之而变化的电极称为pH指示电极或pH测量电极。pH指示电极有氢电极、锑电极和玻璃电极等几种，但最常用的是玻璃电极。玻璃电极是由玻璃支杆，以及由特殊成份组成的对氢离子敏感的玻璃膜组成。玻璃膜一般呈球泡状，球泡内充入内参比溶液，插入内参比电极（一般用银/氯化银电极），用电极帽封接引出电线，装上插口，就成为一支pH指示电极。市场销售的最常用的pH指示电极是231玻璃pH电极。单独一支pH指
10、示电极是无法进行测量的，它必须和参比电极一起才能测量。,什么是参比电极？ 对溶液中氢离子活度无响应，具有已知和恒定的电极电位的电极称为参比电极。参比电极有硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等电极等几种。最常用的是甘汞电极和银/氯化银。参比电极在测量电池中的作用是提供并保持一个固定的参比电势，因此对参比电极的要求是电势稳定、重视，温度系数小，有电流通过时极化电势小。市场销售的常用的参比电极为232参比电极。,什么是pH复合电极？ 将pH玻璃电极和参比电极组合在一起的电极就称为pH复合电极。外壳为塑料的就称为塑壳pH复合电极。外壳为玻璃的就称为玻璃pH复合电极。复合电极的最大优点是合二为一，使
11、用方便。pH复合电极的结构主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界、电极帽、电极导线、插口等组成。 电极球泡：它是由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在0.10.2mm左右，电阻值250兆欧（25）。 玻璃支持管：是支持电极球泡的玻璃管体，由电绝缘性优良的铅玻璃制成，其膨胀系数应与电极球泡玻璃一致。 内参比电极：为银/氯化银电极，主要作用是引用电极电位，要求其电位稳定，温度系数小。 内参比电极：零电位为7pH的内参比溶液，是中性磷酸盐和氯化钾的混合溶液，玻璃电极与参比电极构成电池建立零电位的pH值，主要取决于内参比溶液的pH值及氯离子浓
12、度。 电极塑壳：电极塑壳是支持玻璃电极和液接界，盛放外参比溶液的壳体，由聚碳酸酯塑压成型。 外参比电极：为银/氯化银电极，作用是提供与保持一个固定的参比电势，要求电位稳定，重现性好，温度系数小。 外参比溶液：为3.3mol/L的氯化钾凝胶电解质，不易流失，无需添加。 砂芯液接界：液接界是构通外参比溶液和被测溶液的连接部件，要求渗透量稳定。 电极导线：为低噪音金属屏蔽线，内芯与内参比电极连接，屏蔽层与外参比电极连接。,12.不同的pH敏感玻璃膜有何区别？ 从形状上看，pH敏感玻璃膜可以制作成球形、圆柱形、平面形和尖锥形等各种不同的外形，主要是为了和被测介质的形态吻合。如球形和圆柱形，主要用于液体
13、介质；平面形主要用于含水的半固体介质，如皮肤、肉类、皮革、纸张等；尖锥形主要用于刺入介质内部测量，如土壤、水果等。从成分组成看区别就更大了，有用于常规使用的敏感玻璃膜，有用于高温使用的敏感玻璃膜，有用于强酸或强碱使用的敏感玻璃膜，有用于高温蒸汽消毒（130）的敏感玻璃膜，以及用于低温和低离子强度的敏感玻璃膜等等。有些pH测试不准确或不稳定与pH敏感玻璃膜的选择不当有很大关系。,13.不同的参比电极有何区别？何谓毛细管参比电极？ 常用的参比电极有甘汞电极和银/氯化银电极二类。甘汞电极具有电势稳定、重现性好的优点，但也有温度滞后性大，不能在高温下使用（70），且电极材料有毒性等缺点。银/氯化银参比
14、电极不仅制备容易，电势稳定，重现性好，而且电极结构牢固，温度滞后性小，当温度变化之后能较快达至新温度下的平衡电势，并且可以在高温下使用。但银/氯化银电极在浓氯化钾溶液中的溶解度较大，因此在电极的外参比溶液中（一般为3.3mol/L氯化钾溶液），应加入氯化银预先饱和，否则参比电极的氯化银镀层会被溶解，使电势不稳定。 毛细管参比电极是银/氯化银参比电极的一种特殊制作形成，它将银/氯化银参比电极烧结在玻璃毛细管中间，将工作介质填充其间。这种参比电极不仅电势稳定，而且可以有效防止因外参比溶液污染而引起的参比电位变化，因此更适合在高温和连续测试的条件下使用。,14.实验室pH电极和工业型pH电极有什么区
15、别？ 从使用上讲，实验室pH电极是在较好的环境条件下进行短时间间断测试；而工业pH电极是在较差的环境条件下进行长期连续的测试。从性能上讲，实验室pH电极要求电极的准确性和重复性要好，响应快；而工业pH电极则要求电极的长期稳定性好。从结构上讲实验室pH电极要求简单轻便，而工业型pH电极则要求结构牢固，要考虑能够安装，并且能抵抗各种电场和磁场的干扰。,15.pH电极为何要浸泡？如何正确浸泡pH复合电极？ PH电极使用前必须浸泡，因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一很薄的水合凝胶层，它只有充分湿润的条件下才能与溶液中的H+离子良好的响应。同时，玻璃电极经过浸泡，可以使不对称电势大大下降并
16、趋向稳定。pH玻璃电极一般可以用蒸馏水或pH4缓冲溶液浸泡。通常使用pH4缓冲液更好一些，浸泡时间8小时至24小时或更长，根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。同时，参比电极的液接界也需要浸泡。因为如果液接界干涸会使液接界电势增大或不稳定，参比电极的浸泡液必须和参比电极的外参比溶液一致，即3.3mol/LKC1溶液或饱和KC1溶液，浸泡时间一般几小时即可。 因此，对pH复合电极而言，就必须浸泡在含KC1的pH4缓冲液中，这样才能对玻璃球泡和液接界同时起作用。这里要特别提醒注意，因为过去人使用单支的pH玻璃电极已习惯于用去离子水或pH4缓冲液浸泡，后来使用pH复合电极时依然采用这样的浸泡方法引
17、起的直接后果就是使一支性能良好的pH复合电极变成一支响应慢、精度差的电极，而且浸泡时间越长性能越差，因为经过长时间的浸泡，液接界内部（例如砂芯内部）的KC1浓度已大大降低了，使液接界电势增大和不稳定。当然，只要在正确的浸泡溶液中重新浸泡数小时，电极还是会复原的。 另外，pH电极也不能浸泡在中性或碱性的缓冲溶液中，长期浸泡在此类溶液中会使pH玻璃膜响应迟钝。正确的pH电极浸泡液的配制：取pH4.00缓冲剂（250ml）一包，溶于250ml纯水中，再加入56克分析纯KC1，适当加热，搅拌至完全溶解即成。,16.如何正确使用pH复合电极？ 球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去。 电极从浸泡瓶中取出
18、后，应在去离子水中晃动并甩干，不要用纸巾擦试球泡，否则由于静电感应电荷转移到玻璃膜上，会延长电势稳定的时间，更好的方法是使用被测溶液冲洗电极。 pH复合电极插入被测溶液后，要搅拌晃动几下再静止放置，这样会加快电极的响应。尤其使用塑壳pH复合电极时，搅拌晃动要厉害一些，因为球泡和塑壳之间会有一个小小的空腔，电极浸入溶液后有时空腔中的气体来不及排除会产生气泡，使球泡或液接界与溶液接触不良，因此必须用力搅拌晃动以排除气泡。,在粘稠性试样中测试之后，电极必须用去离子水反复冲洗多次，以除去粘附在玻璃膜上的试样。有时还需先用其他溶剂洗去试样，再用水洗去溶剂，浸入浸泡液中活化。 避免接触强碱或腐蚀性溶液，如
19、果测试此类溶液，应尽量减少浸入时间，用后仔细清洗干净。 避免在无水乙醇、浓硫酸等脱水性介质中使用，它们会损坏球泡表面的水合凝胶层。 塑壳pH复合电极的外壳材料是聚碳酸酯塑料（PC），PC塑料在有些溶剂中会溶解，如四氯化碳、三氯乙稀、四氢呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，就会损坏电极外壳，此时应改用玻璃外壳的pH复合电极。,17.pH电极如何清洗？ 球泡和液接界污染后先用以下溶剂清洗，再用去离子水洗去溶剂，将电极浸入浸泡液中活化。 污 染 物: 清洗剂 无机金属氧化物: 低于1mol/L稀酸 有机油脂类物: 稀洗涤剂（弱酸性） 树脂高分子物质: 稀酒精、丙酮、乙醚 蛋白质血球沉淀物: 酸性酶溶液（
20、如食母生片） 颜料类物质: 稀漂白液、过氧化氢,18.如何检测pH电极的好坏？ 用户可按下表数据自行检测pH电极的好坏,步骤如下（pH计调至mV档）: 测试零电位pH值，零点pH值：70.5pH pH电极插入pH4.00缓冲液中，稳定后读数（预先测试出溶液的温度）。例如25时读数值E1=186mV（取绝对值），而准确值为178mV（见表格），则误差值=186-178mV，换算成pH值：8/59.16=0.14pH（59.16mV/pH是25时的K值，见表格）。因此零点pH值合格。一般新电极零电位误差0.3pH，如零电位误差0.5pH，电极的测试误差会比较大，尤其当测试溶液温度变化较大时误差会更
21、大。如果测试精度要求不高，则零电位误差值还可以大一些，但最大不能超过1pH.,测试电极百分理斜率（PTS）： 把显示调在mV档，先测量PH4.00的电位值E1，再将电极清洗后再插入pH9.18缓冲液中，稳定后读数E2（取绝对值），E=E2-E1，则电极的实际斜率S=E/PH，PTS=(S/59.16)X100%,(25 )一般新电极PTS97%，使用长久的电极可以放宽一些，但一般应PTS95%，除非测试精度要求很低。 将电极清洗后再插入pH4.00缓冲液，将读数与步骤（1）的数据比较，其误差应2mV，否则表示电极重复性较差。 电极的测试读数应该在30-60秒内稳定，否则表示电极响应太慢。,25时PH对应电位值,Thank you !,
