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PH計使用中有關(guān)問題的研究

[2012/8/1]

　　1關(guān)于pH計的校準(zhǔn)問題

　　pH計校準(zhǔn)的目的是使所測定出的溶液pH值與溶液的真實pH值相符合，這是十分重要的，因為人們經(jīng)常要根據(jù)測定結(jié)果作出某種判斷。比如，注射液pH值的測定，測定值是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到對注射液的質(zhì)量判定。再比如人體血液pH值的測定，測定結(jié)果是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到判定患者是否發(fā)生酸堿中毒的問題。因為正常人體血液pH值為7.35~7.45，變化范圍只有0.1個pH單位，若儀器測定有0.2個pH誤差，就有可能對患者造成酸堿中毒的誤診或漏診pH計的校準(zhǔn)是確保測定結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。由于儀器型號不同，所規(guī)定的校準(zhǔn)操作步驟也有所不同。

　　pH計是專為應(yīng)用玻璃電極測定pH而設(shè)計的電子電位計，因此，pH計直接測量的是電池的電動勢，所顯示的pH值是通過儀器內(nèi)部轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果，1個pH單位相當(dāng)于59.16mvPHs-型酸度計的校準(zhǔn)都規(guī)定為定位和檢查電極斜率兩步進(jìn)行。定位時，將電極插入到已知pH值的緩沖溶液中，常用pH=6.86的緩沖溶液，將溫度開關(guān)調(diào)節(jié)到與該緩沖溶液的溫度相同，通過調(diào)節(jié)定位開關(guān)或按鈕使pH計所顯示的pH讀數(shù)與緩沖溶液的已知pH值相一致。在此基礎(chǔ)上，將電極插入到另一個不同pH值的緩沖溶液中，常用pH=4.00的緩沖溶液，通過調(diào)節(jié)斜率開關(guān)或按鈕使pH計所顯示的pH讀數(shù)與該緩沖溶液的已知pH值相一致，到此，pH計校準(zhǔn)完畢，即可進(jìn)行待測溶液pH值的測定，現(xiàn)有的pH計說明書都是這樣寫的。我們在pH計使用中發(fā)現(xiàn)，按照這種方法往往不能將pH計真正校準(zhǔn)，例如，我們用pH=6.86的緩沖溶液對pH計進(jìn)行定位，再用pH=4.00的緩沖溶液檢查斜率后，再將電極插入到pH=6.86的緩沖溶液中，發(fā)現(xiàn)pH計顯示的讀數(shù)為6.66，相差0.2個pH單位，如此大的誤差對于pH值的準(zhǔn)確測定是不允許的。說明pH計還未真正校準(zhǔn)。我們又將定位和檢查斜率操作重復(fù)進(jìn)行一次后，再將電極插入到pH=6.86的緩沖溶液中，pH計顯示的讀數(shù)為6.80，相差0.06個pH單位。我們又對pH計進(jìn)行第三次校準(zhǔn)操作，然后將電極分別插入pH=6.86和pH=4.00的緩沖溶液中，不做任何調(diào)節(jié)，pH計顯示的讀數(shù)均與緩沖溶液的已知pH值相一致。因此，我們認(rèn)為pH計校準(zhǔn)的正確做法是要將定位和檢查斜率兩步操作重復(fù)進(jìn)行多次，直到定位和斜率開關(guān)均不進(jìn)行調(diào)節(jié)時，pH計所顯示的讀數(shù)均能與電極所插入的緩沖溶液的已知pH值相一致為止。由此可見，pH計的校準(zhǔn)只進(jìn)行一次校準(zhǔn)操作是不行的，最低也需要進(jìn)行兩次。

　　實際上，在pH計的校準(zhǔn)過程中，定位與檢查電極斜率是逐漸逼近真實值的過程，因為第一次定位時，是將電極斜率設(shè)定為最大(59mv)，通過調(diào)節(jié)電動勢使pH計所顯示的讀數(shù)與電極所插入的緩沖溶液已知pH值相一致。由于所設(shè)定的電極斜率與電極的實際斜率不一致，因此，定位是不準(zhǔn)確的。而電極斜率檢查又是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其結(jié)果必然也是不準(zhǔn)確的。第二次對pH計進(jìn)行校準(zhǔn)，其結(jié)果顯然會好于第一次，如此多次進(jìn)行校準(zhǔn)操作，可以使校準(zhǔn)結(jié)果與真實值十分接近，便可認(rèn)為pH計確已真正校準(zhǔn)。

　　2關(guān)于玻璃電極(復(fù)合電極)的再生問題

　　按照玻璃電極生產(chǎn)廠家規(guī)定，玻璃電極的保質(zhì)期為一年，出廠一年后，不管使用與否，其性能都會受到影響，應(yīng)及時更換。市場上出售的電極往往不是當(dāng)年生產(chǎn)的，比如，石家莊醫(yī)高專理化教研室2010年通過機(jī)關(guān)買來的復(fù)合電極出廠日期為2007年，按廠家規(guī)定已不能使用。在實驗教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，該電極性能確實受到影響，pH計的每一步操作，只要與電極有關(guān)，都要花費5分鐘以上才能完成，主要表現(xiàn)是玻璃電極響應(yīng)遲緩，對實驗教學(xué)產(chǎn)生很大影響。經(jīng)查閱有關(guān)資料得知，玻璃電極(復(fù)合電極)老化與玻璃膠層漸進(jìn)變化有關(guān)，并提出去除老化玻璃膠層的方法，用5%的氫氟酸浸泡玻璃電極的玻璃球部位，使老化的硅膠層與氫氟酸反應(yīng)，生成SiF4氣體而除去。浸泡10~20分鐘后，立即取出電極，用蒸餾水洗凈，然后將玻璃電極的玻璃球部浸入到0.1mol/LHCl中24小時后即可使用。我們運用此法對本實驗室存放多年的復(fù)合電極進(jìn)行了類似處理，浸泡時間為15分鐘，用在2.5mol/LHCl50ml中加入7.25克氟化鉀代替5%的氫氟酸。對處理后的復(fù)合電極進(jìn)行了性能測試。測試結(jié)果，電極的響應(yīng)時間從處理前的5分鐘縮短到20秒，電極的零點pH百分理論斜率均符合要求，可以說電極已恢復(fù)到剛出廠時的性能水平實驗研究表明，對于玻璃電極或復(fù)合電極，其老化都是由于硅膠層老化引起的，用氫氟酸處理后，老化的硅膠層被去除，經(jīng)浸泡后又會產(chǎn)生新的水和硅膠層，恢復(fù)了膠層的結(jié)構(gòu)，因而電極性能得到恢復(fù)。因此，只要定期處理玻璃電極或復(fù)合電極的玻璃球的外層老化膠層，則電極可以長期使用，其壽命幾乎是無限的。