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pH計玻璃電極的選擇

[2012/7/14]

　　1.在選擇電極時,要使所選電極的內阻與酸度計的輸入阻抗相匹配。玻璃電極的內阻很大,從幾十兆歐到上千兆歐都有,電極在與它們配套使用時若互相不匹配,將會產生誤差。酸度計與電極的關系可用下圖表示:：

　　其中,Ei是電極產生的電動勢,r是電極內阻,EAB是酸度計實際測到的電勢,R是酸度計的輸入電阻。從式(1)中可以看出EAB不等于Ei,因為r不等于零,R也不可能無窮大。故Ei和EAB之間必然存在誤差,這個誤差越小測量結果越準確。國家檢定規(guī)程JJG-84中第一項第5條對由此引起的示值誤差作了明確規(guī)定:對0.2級～0.01級酸度計輸入阻抗引起的示值誤差小于±0.01pH;對0.001級酸度計則小于±0.001pH。該項檢定方法如下(詳見JJG-84規(guī)程中第16條規(guī)定):25℃時(K=59.16mV),在未接高阻(r=0)和接入高阻(r取1000(MΩ)情況下從電位差計向電計分別輸入354.942mV,分別記下電計示值pH1和pH2,則輸入阻抗引起的誤差ΔpH(1/2)(pH1-pH2)。不同電極的電阻r是不同的,實際工作中若R/r>1×103,Ei取3541942mV,根據(jù)式(1),則EAB=354.987mV,ΔE=Ei-EAB=0.355mV,于是ΔpH=ΔE/K=0.003pH,可以看出0.003pH滿足0.2級～0.01級酸度計誤差要求。同樣道理對于0.001級酸度計可以計算出R/r要大于3×103才能滿足規(guī)程要求。對于絕大多數(shù)用戶來說由于實驗要求不高,一般所用酸度計為0.2級～0.01級,所以選擇電極時使酸度計輸入阻抗比電極內阻大1000倍就可以了。而對個別使用0.001級酸度計的用戶來說,選電極時必須使酸度計輸入阻抗比電極內阻大約3000倍。

　　2.各種電極的測量范圍不盡相同。電極從測量范圍上可分兩大類,一類玻璃電極,它們的測量范圍一般在1～9pH之間,有的可達0～10pH,這類電極在測pH>9或pH<1的溶液時,測量值會比實際值偏小或偏大,這種誤差我們稱堿誤差或酸誤差。另一類是能夠抗酸或抗堿的電極,它們的測量范圍可擴展為0～14pH,已基本消除了堿誤差和酸誤差,所以在選擇電極的時候,若被測液的pH范圍在0～9pH之間,上面兩類電極均可以選用,若被測液的pH>9或pH<1,只能選擇能抗酸和抗堿的電極。

　　3.各種電極的適用溫度范圍是不同的,它們在使用中都有溫度上限值和溫度下限值。所以在高溫下工作要選用高溫電極,在低溫下工作要選用低溫電極。這些電極不能隨便換用,這是由于電極的內阻與溫度呈負指數(shù)關系,大約每下降20℃,電極內阻會增長10倍,在低溫情況下若使用高溫電極,則會因電極內阻過大而產生附加誤差。在高溫情況下若選用低溫電極,雖然電極內阻很小,但其抗侵蝕性能下降,從而會減少電極使用壽命,甚至會損壞電極本身。

　　4.所選電極的零電位值必須與酸度計的等電位pH值相一致。電極的零電位是指測量電池電動勢為零時的pH值,目前電極的零電位值常用的有2±1pH值、7±1pH值兩種,它們與不同型號的酸度計配合使用。酸度計的等電位pH值由酸度計定位調節(jié)器調節(jié),并在一定范圍內可調(3～7pH范圍內不等),不同型號的酸度計其等電位值是不同的,一般有2±3pH和7±3pH左右和連續(xù)可調三類。零電位是2±1pH的電極只能和等電位是2±3pH的酸度計配套使用,零電位是7±1pH的電極只能和等電位是7±3pH的酸度計配套使用。

　　5.進行電極外觀檢查,看看電極有無內溶液,內溶液夠不夠,內溶液是否干凈透明,電極球泡表面有無裂紋和斑點等。

　　6.電極的插頭要與酸度計的接插件相配套。如果所選的電極只能滿足上面五個條件,而插頭卻無法與酸度計相配套,可以自己更換電極插頭,但必須在保證其絕緣電阻的情況下進行。

　　只要把握好上面幾條,相信大家一定可以選擇到滿意的電極。