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實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)百科之pH值測(cè)量

[2011/9/26]

　　實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)出水水質(zhì)的pH值測(cè)量，造成其pH值測(cè)量的困難。實(shí)踐中，在低離子強(qiáng)度的樣品中獲得重復(fù)性和穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果是困難的。低離子樣品，即低堿性，離子強(qiáng)度低，或者低電導(dǎo)率(電導(dǎo)率一般為0.056-10μs/cm)高阻抗，例如去離子水。由于在參考接界中產(chǎn)生變化的接界電位，當(dāng)測(cè)量去離子水時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的pH值，即使是新的，密封的電極，并且在緩沖標(biāo)準(zhǔn)溶液中得到很好的校正。

　　為什么需要測(cè)量純水的pH值在純水的生產(chǎn)過程中，測(cè)量純水可以作為過程污染的指示器。當(dāng)空氣或二氧化碳侵入純水生產(chǎn)或者分發(fā)系統(tǒng)時(shí)，將導(dǎo)致pH只的漂移。

　　選擇pH電極

　　更貴的雙接界電極相比傳統(tǒng)電極有許多優(yōu)勢(shì)，然而，和單接界電極相比，在測(cè)量超純水方面，并沒有顯現(xiàn)出特別的優(yōu)勢(shì)。最好的選擇是可重復(fù)充填的，液體參考液電極，并由低阻抗玻璃特制。一個(gè)流通性參考接界有相對(duì)高的流通速率，減少了接界電位。密封的電極，通常是凝膠填充的，其最大優(yōu)勢(shì)是長(zhǎng)壽命，是因?yàn)樗膮⒈热芤旱姆浅Ｂ牧鞒鏊俾省５，較快的流出速率是非常適合超純水的，是由于pH電位可以迅速穩(wěn)定。

　　靜電干擾

　　由于超純水機(jī)的導(dǎo)電性非常差，所以它也是一個(gè)靜電源。這些靜電可以在測(cè)量pH值時(shí)表現(xiàn)出來。為了補(bǔ)償這些干擾，電極要做特別的屏蔽。這種電極相對(duì)來說比較貴，特別為超純水的pH測(cè)量做出特殊的設(shè)計(jì)。

　　二氧化碳(CO2)的入侵對(duì)于測(cè)量的影響

　　純水(典型pH7范圍)暴露于空氣大氣中將吸收CO2，直到平衡。CO2將酸化樣品，降低pH值。和溫度及壓力有關(guān)，純水的pH值將下降到6.2。將樣品取樣到實(shí)驗(yàn)室，大氣中的CO2將會(huì)很快侵入樣品中，所以應(yīng)力求避免。所以將實(shí)驗(yàn)室酸度計(jì)帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量是一個(gè)好方法。

　　純水的pH和溫度的關(guān)系

　　水分子可以認(rèn)為酸和堿化和而成，可以由下述方程式表示：2H2O«H3O OH-

　　通常我們說純水的ph值為7，但是這個(gè)是個(gè)令人誤解的說法。實(shí)際上，純水僅僅在特定的溫度下表現(xiàn)為pH為，這個(gè)溫度為樣品的Kw值為1.00x10-14mol2dm-6。為了算出pH，你首先算出氫離子濃度(或氫氧根離子濃度，意義是一樣的)，然后轉(zhuǎn)化為pH值。在室溫下純水中其Kw值為：[H ]2=1.00x10-14

　　在純水中，氫離子濃度必須等于氫氧根離子濃度。也就是每一個(gè)氫離子必然有一個(gè)氫氧根離子。即你可以將Kw公式中的[OH-]用[H ]代替：.[H ]=1.00x10-7,也就是：pH=-lg[H ];pH=7。

　　由于在不同溫度下純水的Kw值不同，因此其pH值不同。

　　T(°C)Kw(mol2dm-6)pH

　　00.114x10-147.47

　　100.293x10-147.27

　　200.681x10-147.08

　　251.008x10-147.00

　　301.471x10-146.92

　　402.916x10-146.77

　　505.476x10-146.63

　　10051.3x10-146.14

　　有人說溫度增加，pH減小，因此樣品變?yōu)樗嵝。這是錯(cuò)誤的。因?yàn)樗嵝员憩F(xiàn)為氫離子的濃度高于氫氧根離子濃度，但實(shí)際上溫度增加，氫離子和氫氧根離子濃度是一樣的，因此純水溫度增加，pH下降，但是依然是中性。

　　測(cè)量要點(diǎn)：

　　•盡可能采用小量的樣品。

　　•樣品溫度盡量保持穩(wěn)定，例如25-30℃之間。

　　•在樣品中添加少量的KCl可以增加離子強(qiáng)度，并改善響應(yīng)時(shí)間。然而，必須使用高純KCl，低純度的KCl可能影響pH值。

　　•使用清潔的玻璃器皿，避免交叉干擾，校正后使用去離子水清洗電極。

　　•應(yīng)該使用溫度補(bǔ)償，并且每日都需要用高品質(zhì)的校正標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正。

　　•減少樣品和空氣的接觸，二氧化碳?xì)怏w被樣品吸收后會(huì)影響pH值，最好將樣品密封。