酸度計總篇

酸度計(也稱pH計)是用來測量溶液pH值的儀器。這篇文章，從酸度計原理、級別和準確度、使用和保養及酸度計操作等方面詳細介紹酸度計，將讓我們對酸度計有一個全面、徹底的認識。

 

 

酸度計(也稱pH計)是用來測量溶液pH值的儀器。實驗室常用的酸度計有雷磁25型，PHS-2型和PHS-3型等。雖然型號較多、結構各異.但它們的原理相同。面板構造有刻度指針顯示和數字顯示兩種。下面分別介pHS 一2C 型和pHS- 29 型酸度計。

 

酸度計測pH 值的方法是電位測定法。它除測量溶液的酸度外，還可以測量電池電動勢(mV)。主要由參比電極(甘汞電極)，指示電極(玻璃電極)和精密電位計三部分組成。測量時用玻璃電極作指示電極，飽和甘汞電極(SCE)作參比電極，組成電池：

 

由于甘汞電極的電極電位不隨溶液pH 值變化，在一定溫度下是一定值t 而玻璃電極的電極電位隨溶液pH 值的變化而改變，所以它們組成的電池電動勢也只隨溶液的pH值而變化。

 玻璃電極(圖1)由Ag-AgCl 電極、鹽酸和特制的球型玻璃膜構成。將它插入待測溶液.其電極電位 與溶液pH 值有下列關系

式中 為玻璃電極標準電位.R 為氣體常數，T 為開爾文溫標，F 為法拉第常數。飽和甘汞電極(SCE)(圖2)由汞、甘汞糊、飽和KCl 溶液構。一定溫度下飽和KCl溶液的濃度為一定值.故飽和甘汞電極的電位中 也為一定值.298K 時為0.2412V。將玻璃電極和飽和甘汞電極插入溶液組成原電池.電池的電動勢為：

由上式可知，E 與pH 呈線性關系。只要測得E 便可求得pH。由于4 乇通常是未知的，所以實際測定中應該用與待測溶液pH 值相近的標準溶液定位。在原電池中標準溶液給出的電動勢為：

(1)玻璃電極下端的玻璃膜易破碎，切忌與硬物接觸。

(2)初次使用時，應將球形玻璃膜部分在蒸餾水中浸泡·晝夜。不用時也應浸泡在蒸餾水中，以便下次使用時可簡化浸泡手續。

(3)在測定強堿性溶液時.應盡快操作，測完后立即用水洗滌.以免堿液腐蝕玻璃膜。

(4)玻璃膜不可沾有油污。如發生這種情況.剛府先浸入酒糟中，再放人乙醚或四氯化碳中.然后再移到酒精中.最后用水沖洗并浸人水中。

(5)電極插頭上的有機玻璃管具有優良的絕緣性能，切忌與化學藥品或油污接觸。

 

 

 

酸度計的級別和儀器的準確度是不同的兩個概念，儀器級別與其準確度并不完全一致。酸度計的級別是按其指示器（簡稱電計）的分度值（分辨率或最小顯示值）表示的，例如：分度為0.1pH的儀器稱為0.1級儀器；最小顯示值為 0.001pH的儀器稱為0.001級儀器，等等。而儀器的準確度是電計與電極配套測試標準溶液的綜合誤差，它不僅與電計有關，而且與玻璃電極和參比電極更有關。

 

從實際使用要求出發，目前電計的分度值為0.1～0.001pH，如果有必要的話，依當前的科技水平，完全可以制作出更精密的電計。但是，由于結構和制造等方面的原因，目前常用電極的性能還不能達到完全理想的程度。玻璃電極的重復性誤差和參比電極的溶液接界電勢穩定性都不優于0.01pH。因此， 電計的分辨率再高，儀器測試準確度都難優于0.01pH。但是,選擇高分辨率的儀器可以最大限度地克服或消除電計對測試誤差的影響。由于要使電計達到滿意 的精度已不成問題，所以目前都在儀器的智能化，人性化，可靠性，操作簡便以及性價比等方面不斷創新和提高。成都方舟科技開發公司所生產的pHS-4C＋等 “＋”系列型號儀器正體現了這一趨勢。

 

酸度計的級別與其測試準確度的關系在酸度計國家計量檢定規程（JJG 119—84）中規定如下，科立龍公司的PH儀器的級別區別規定也按如下區分：

 

儀器的級別    0.2級    0.1級    0.02級    0.01級    0.001級

 

分度值或最小顯示值（pH）0.2    0.1    0.02   0.01   0.001

 

電計示值誤差（pH）±0.1 ±0.05  ±0.01  ±0.01   ±0.002

 

配套測試示值總誤差（pH）±0.2  ±0.1  ±0.02  ±0.02   ±0.01

 

例如科立龍公司的酸度計 KL-009I  KL-009II/KL-03I    KL-016   PC-2

 

注：配套測試時的測試范圍應控制在pH3～pH10內。

 

從上表可以看出，對于0.01級以下的酸度計，示值總誤差數值等于其級別，對于0.01級的酸度計，示值總誤差為0.02pH，對于0.001級酸度計， 其示值總誤差也只能達到±0.01pH，而且此時需要使用一級pH標準物質才能得到保證。（注意：pH國家標準物質分一級和二級兩種，一般酸度計常用的是二級pH標準物質。）

還需要說明的是，儀器示值總誤差的檢測為什么要規定測試范圍為pH3～pH10呢？是由于參比電極的液接界電勢與溶液的pH有關，在pH3～pH10范圍內液接界電勢可穩定在±0.01pH范圍內，若10＜pH＜3時，液接界電勢引起的誤差可高達±0.07pH。同時，玻璃電極在堿性和酸性溶液中還會產生堿誤和酸誤。因此必須規定在pH3～pH10范圍內檢測，否則將無法區別各種級別酸度計的示值總誤差。

 

 

酸度計簡稱pH計，由電極和電計兩部分組成。使用中若能夠合理維護電極、按要求配制標準緩沖液和正確操作電計,可大大減小pH示值誤差，從而提高化學實驗、醫學檢驗數據的可靠性。

3.1 正確使用與保養電極

目前實驗室使用的電極都是復合電極，其優點是使用方便，不受氧化性或還原性物質的影響，且平衡速度較快。使用時，將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下，以保持電極內氯化鉀溶液的液壓差。下面就把電極的使用與維護簡單作一介紹：

⒈復合電極不用時，可充分浸泡3M氯化鉀溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。

⒉使用前，檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下，電極應該透明而無裂紋；球泡內要充滿溶液，不能有氣泡存在。

⒊測量濃度較大的溶液時，盡量縮短測量時間，用后仔細清洗，防止被測液粘附在電極上而污染電極。

⒋清洗電極后，不要用濾紙擦拭玻璃膜，而應用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染，影響測量精度。

⒌測量中注意電極的銀―氯化銀內參比電極應浸入到球泡內氯化物緩沖溶液中，避免電計顯示部分出現數字亂跳現象。使用時，注意將電極輕輕甩幾下。

⒍電極不能用于強酸、強堿或其他腐蝕性溶液。

⒎嚴禁在脫水性介質如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。

3.2 標準緩沖液的配制及其保存

⒈pH標準物質應保存在干燥的地方，如混合磷酸鹽pH標準物質在空氣濕度較大時就會發生潮解,一旦出現潮解,pH標準物質即不可使用。

⒉配制pH標準溶液應使用二次蒸餾水或者是去離子水。如果是用于0.1級pH計測量，則可以用普通蒸餾水

。
⒊配制pH標準溶液應使用較小的燒杯來稀釋，以減少沾在燒杯壁上的pH標準液。存放pH標準物質的塑料袋或其它容器，除了應倒干凈以外，還應用蒸餾水多次沖洗，然后將其倒入配制的pH標準溶液中，以保證配制的pH標準溶液準確無誤。

⒋配制好的標準緩沖溶液一般可保存2―3個月，如發現有渾濁、發霉或沉淀等現象時，不能繼續使用。

⒌堿性標準溶液應裝在聚乙烯瓶中密閉保存。防止二氧化碳進入標準溶液后形成碳酸，降低其pH值。

3.3 pH計的正確校準

   pH 計因電計設計的不同而類型很多，其操作步驟各有不同，因而pH計的操作應嚴格按照其使用說明書正確進行。在具體操作中，校準是pH計使用操作中的一重要步 驟。表1的數據是精度為0.01級、經過計量檢定合格的pH計在未校準時與校準后的測量值，從中可以看出校準的重要性。

 

 

 

校準工作結束后，對使用頻繁的pH計一般在48小時內儀器不需再次定標。如遇到下列情況之一，儀器則需要重新標定：
1、溶液溫度與定標溫度有較大的差異時.
2、電極在空氣中暴露過久，如半小時以上時.
3、定位或斜率調節器被誤動；
4、測量過酸（pH＜2）或過堿（pH＞12）的溶液后；
5、換過電極后；
6、當所測溶液的pH值不在兩點定標時所選溶液的中間，且距7pH又較遠時。

 

 

1、拔掉電極上的運輸保護蓋。
2、用蒸餾水沖洗電極以清除沉積鹽。
3、像甩動醫用體溫計一樣甩動電極以排除氣泡。
4、將電極浸泡于3MKCL溶液2小時以活化電極。
5、將電極與測試儀連接。

4.2 標定及測量

4.2.1 雙緩沖溶液標定：
每天接通電源后需對主機預熱10分鐘，然后對電極進行標定1次，保證儀器處于最佳工作狀態。
1、根據被測溶液的酸堿性，選擇2點緩沖溶液值進行標定。第一點緩沖溶液的PH值應為PH6.86，第二點緩沖溶液的PH值需與被測溶液的酸堿性一致，即選擇PH4.00或PH9.18的緩沖溶液。
2、先按標定建（CAL），然后壓確定鍵（YES），通過滾動鍵（︽）選擇二點緩沖溶液（7-4或7-9），再壓確定鍵（YES）。
3、蒸餾水沖洗電極，并用濾紙擦干，然后將電極置于PH6.86的緩沖溶液，攪動一下緩沖溶液，當Ready燈亮時，壓確定鍵（YES）表示第一點已標定。
4、蒸餾水沖洗電極，并用濾紙擦干，然后將電極置于PH4.00或PH9.18的第二點緩沖溶液，攪動一下緩沖溶液，當Ready燈亮時，壓確定鍵（YES）表示第二點已標定。
5、兩點標定結束后，儀器進入斜率方式，并顯示斜率值。

4.2.2 PH值的測量
1、標定結束后，用蒸餾水沖洗電極。
2、將電極放入被測溶液，并輕微攪動一下，當Ready燈亮時，記錄PH值。

4.3 儲藏
儲藏一周以內：將電極浸泡于3MKCL溶液中，避免讓溶液揮發。切勿將電極儲藏于蒸餾水中，否則將縮短電極壽命。
長期儲藏：用蒸餾水沖洗電極。用保護蓋將探測表面蓋好并存放于干燥處。

4.4 清洗
1、常規清洗：將電極浸泡于0.1MKCL或0.1MHNO3溶液中30分鐘，然后浸泡于3MKCL溶液2小時。

2、油脂類清洗：用中性洗滌劑或甲醇溶液進行沖洗。

3、蛋白脂類清洗：浸泡于0.1MKCL（含1％胃蛋白酶）15分鐘或次氯酸鈉溶液中5分鐘。