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關(guān)于酸度計(jì)(PH計(jì))使用與維護(hù)教程

[2019/10/18]

實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測(cè)定PH值最常用、最經(jīng)濟(jì)的測(cè)試方法是采用PH試紙，而PH試紙所提供的僅僅為PH值的范圍值，對(duì)于需要精確知道PH值無能無為。酸度計(jì)是可以提供精確PH值的測(cè)試儀器。由于酸度計(jì)的價(jià)格高且屬于敏感耗材，正確掌握酸度計(jì)的使用以及維護(hù)教程顯得尤為必要。

酸度計(jì)，又稱為PH計(jì)，是測(cè)量溶液中氫離子的活度儀器，應(yīng)用領(lǐng)域涉及食品、藥品檢測(cè)，高校、企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室原料與產(chǎn)品檢測(cè)以及工廠化工產(chǎn)品檢測(cè)等。

 

一、酸度計(jì)測(cè)試原理

離子活度指電解質(zhì)溶液中參與電化學(xué)反應(yīng)的離子的有效濃度。離子活度（α）與離子濃度（C）之間定量關(guān)系為：α = γC，γ為離子活度系數(shù)，γ通常小于1。當(dāng)溶液無限稀時(shí)，γ趨于1，離子活度等于離子濃度，如：水。能斯特方程：E = E0+（RT/nF）lnαMe（E0 電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓，R氣體常數(shù)(8.314 J.K-1.mol-1)，T開氏絕對(duì)溫度，F(xiàn)法拉弟常數(shù)，n被測(cè)離子的化合價(jià)，ln(aMe)離子活度aMe的對(duì)數(shù)） 。由能斯特方程可知：離子活度與電極電位成正比，可以通過測(cè)量電位計(jì)算確定離子活度。1909年，生物學(xué)家澤倫森年建議將不方便使用的數(shù)值用對(duì)數(shù)代替，并定義“PH”值。

 

二、酸度計(jì)（PH計(jì)）組成

酸度計(jì)（PH計(jì)）由電極和電流計(jì)兩部分組成。其中，電流計(jì)能夠測(cè)量出電阻極大電路中的微弱電位差。其中，電極部分包括：參比電極、指示電極（玻璃電極）和溫度電極，F(xiàn)階段儀器中，溫度電極在現(xiàn)行儀器中作為單獨(dú)電極的比較少見。

參比電極是具有已知和恒定的電極電位的電極，作用為維持一個(gè)恒定的電位，作為測(cè)量各種偏離電位的參照物。常見的參比電極：硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀/氯化銀電極。指示電極（玻璃電極）：對(duì)PH敏感電極，與參比電極置于同一溶液中形成原電池，電池的電位為E電池＝E參比+E玻璃。 溫度電極測(cè)定所測(cè)試溶液的溫度。電流計(jì)放大原電池電位，形成信號(hào)顯示，pH電流表的表盤刻有相應(yīng)的pH數(shù)值，數(shù)字式pH計(jì)則直接以數(shù)字顯出pH值。

復(fù)合電極：將參比電極、指示電極(玻璃電極)組合形成一根電極就是復(fù)合電極。根據(jù)外殼材料可以分為塑殼PH復(fù)合電極和玻璃PH復(fù)合電極。復(fù)合電極最大的優(yōu)點(diǎn)就是使用方便，組成包括：電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導(dǎo)線、插口等。

 

三、酸度計(jì)（PH計(jì)）測(cè)試規(guī)程

常見的酸度計(jì)包括：國產(chǎn)雷磁25型酸度計(jì)、數(shù)字式國產(chǎn)的科立龍公司的KL系列等。測(cè)試過程如下：

1、按照使用說明書安裝儀器和電極、接通電源，如需要預(yù)熱的儀器，先進(jìn)行預(yù)熱電極預(yù)熱。

2、儀器校正：兩點(diǎn)校正法，將電極浸入pH≈7的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，緩緩搖動(dòng)燒杯，使測(cè)試液與電極均勻接觸，使儀器讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液讀數(shù)一致，再更換pH≈9標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或pH≈4標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，進(jìn)行校正，讀數(shù)穩(wěn)定且與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液一致，校正過程結(jié)束用蒸餾水沖洗電極和燒杯。

3、電極用純水洗凈、濾紙吸干，插入被測(cè)溶液中，輕輕搖晃溶液，PH讀數(shù)穩(wěn)定后，即為所測(cè)試溶液的PH值，儀器顯示PH值在1 min 內(nèi)改變不超過±0.05也可以視為穩(wěn)定數(shù)值。

4、同批次樣品可以使用同一臺(tái)酸度計(jì)，出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)需要重復(fù)測(cè)量確認(rèn)。復(fù)測(cè)中需對(duì)電極用蒸餾水淋洗3-5次，再用待測(cè)樣品淋洗3-5次后，再進(jìn)行測(cè)試。

5、測(cè)試完畢后，關(guān)閉電源，電極需用純水淋洗，濾紙吸干，在套上電極保護(hù)套。

 

四、酸度計(jì)（PH計(jì)）的養(yǎng)護(hù)

酸度計(jì)的維護(hù)主要集中在電極的使用與維護(hù)。使用的注意事項(xiàng)如下：

1、酸度計(jì)必須保持清潔干燥，防止灰塵水汽進(jìn)入，使用時(shí)注意避免使用環(huán)境濕度過高，導(dǎo)致測(cè)試不準(zhǔn)確。測(cè)量中，電極的引入線須保持靜止。否則將會(huì)引起測(cè)量不穩(wěn)定。

2、玻璃電極初次使用前，需浸泡在蒸餾水中一晝夜以上。PH電極前端保護(hù)瓶內(nèi)需有適當(dāng)?shù)碾姌O浸泡液，電極頭需要浸泡其中。如果發(fā)現(xiàn)保護(hù)瓶中浸泡液出現(xiàn)渾濁、發(fā)霉等現(xiàn)象，需要及時(shí)清洗電極與保護(hù)瓶，更換新浸泡液。

3、玻璃電極球泡膜很薄，避免玻璃泡與硬物接觸，形成任何破損或擦毛都使電極失效。電極避免長期與強(qiáng)吸水溶劑、強(qiáng)堿溶液、純水、蛋白質(zhì)溶液、酸性氟化物溶液以及含蛋白質(zhì)的溶液，即使測(cè)量，也需要及時(shí)的清洗已保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。

4、pH測(cè)定的準(zhǔn)確性取決于標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的準(zhǔn)確性。酸度計(jì)用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，要求有較大的穩(wěn)定性，較小的溫度依賴性。常見的酸度計(jì)（PH計(jì)緩沖液）包括：苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：c(KHC8H4O4)=0.05 mol/L(25℃時(shí)，pH=4.003)； 0.025 mol/L磷酸二氫鉀(KH2PO4)和0.025 mol/L磷酸氫二鈉(Na2HPO4)混合標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液(25℃時(shí)，pH=6.864)；硼砂標(biāo)準(zhǔn)緩中溶液：c(Na2B4O7·10H2O)=0.010 mol/L(25℃時(shí)，pH=9.182)。