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PH計 分為一體式和分體式

安徽天康PH計是指用來測定溶液酸堿度值的儀器。pH計是利用原電池的原理工作的，原電池的兩個電極間的電動勢依據能斯特定律，既與電極的自身屬性有關，還與溶液里的氫離子濃度有關。原電池的電動勢和氫離子濃度之間存在對應關系，氫離子濃度的負對數即為pH值。pH計是一種常見的分析儀器，廣泛應用在農業(yè)、環(huán)保和工業(yè)等領域。土壤pH值是土壤重要的基本性質之一。在pH測定過程中應考慮待測溶液溫度及離子強度等因素。

pH計外文名pH meter

測量范圍:0-14pH

型 號:MT-5000

供電電壓:AC220V

輸 出:4-20ma、RS485等信號

廣泛應用:環(huán)保、污水處理、科研、制藥

耐溫等級:0-130攝氏度

外形尺寸:96*96*150mm

開孔尺寸:91*91mm

重 量:1.5kg

原理:

安徽天康PH計什么是pH?pH是拉丁文“Pondus hydrogenii"一詞的縮寫(Pondus=壓強、壓力hydrogenium=氫)，用來量度物質中氫離子的活性。這一活性直接關系到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學上是中性的，但不是沒有離子，即使化學純水也有微量被離解：嚴格地講，在與水分子水合作用以前，氫核不是以自由態(tài)存在。

　　H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ，由于水合氫離子(H3O+)的濃度是與氫離子(H+)濃度等同看待，上式可以簡化成下述常用的形式：

　　H2O=H+ + OHˉ

　　此處正的氫離子，人們在化學中表示為“H+離子"或“氫核"。水合氫核表示為“水合氫離子"。負的氫氧根離子稱為“氫氧化物離子"。

　　利用質量作用定律，對于純水的離解可以找到一平衡常數加以表示：

　　K=H3O+×OH-————H2O

　　由于水只有極少量被離解，因此水的質量摩爾濃度實際為一常數，并且有平衡常數K可求出水的離子積KW。

　　KW=K×H2O KW= H3O+·OH-=10-7·10-7=10-14mol/l(25℃)

　　也就是說對于一升純水在25℃時存在10-7摩爾H3O+離子和10-7摩爾OHˉ離子。

　　在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10-7mol/l。如：

　　假如有過量的氫離子H+，則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H+游離的物質。同樣，如果使OHˉ離子游離，那么溶液就是堿性的。所以，給出H+值就足以表示溶液的特性，呈酸性還是堿性，為了免于用此分子濃度負冥指數進行運算，生物學家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替，并定義為“pH值"。數學上定義pH值為氫離子濃度的常用對數負值。即pH=-log[H+]。

　　因此，pH值是離子濃度以10為底的對數的負數：

　　改變50m3的水的pH值，從pH2到pH3需要500L漂白劑。然而，從pH6到pH7只需要50L的漂白劑。測量pH值的方法很多，主要有化學分析法、試紙法、電位法。現主要介紹電位法測得pH值。

　　電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個系統，它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢(EMF)由二個半電池構成，其中一個半電池稱作指示電極，它的電位與特定的離子活度有關，如H+;另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是測量溶液相通，并且與測量儀表相連。

　　例如，一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導線制成，在導線和溶液的界面處，由于金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度，形成離子的充電過程，并形成一定的電位差。失去電子的銀離子進溶液。當沒有施加外電流進行反充電，也就是說沒有電流的話，這一過程最終會達到一個平衡。在這種平衡狀態(tài)下存在的電壓被稱為半電池電位或電極電位。這種(如上所述)由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱為第一類電極。

　　此電位的測量是相對一個電位與鹽溶液的成分無關的參比電極進行的。這種具有獨立電位的參比電極也被稱為第二電極。對于此類電極，金屬導線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽(如：Ag/Agcl)，并且插入含有此種金屬鹽陰離子的電解質溶液中。此時半電池電位或電極電位的大小取決于此種陰離子的活度。

　　此二種電極之間的電壓遵循能斯特(NERNST)公式：

能斯特公式

式中：E—電位

　　E0—電極的標準電壓

　　R—氣體常數(8.31439焦耳/摩爾和℃)

　　T—開氏絕對溫度(例：20℃相當于(273.15+20)293.15開爾文)

　　F—法拉第常數(96493庫化/當量)

　　n—被測離子的化合價(銀=1，氫=1)

　　ln(aMe)—離子活度aMe的對數

　　標準氫電極是所有電位測量的參比點。標準氫電極是一根鉑絲，用電解的方法鍍(涂覆)上氯化鉑，并且在四周充入氫氣(固定壓力為1013hpa)構成的。

　　將此電極浸入在25℃時H3O+離子含量為1mol/l溶液中便形成電化學中所有電位測量所參照的半電池電位或電極電位。其中氫電極作為參比電極在實踐中很難實現，于是使用第二類電極做為參比電極。其中常用的便是銀/氯化銀電極。該電極通過溶解的AgCl對于氯離子濃度的變化起反應。

　　此參比電極的電極電位通過飽和的kcl貯池(如：3mol/l kcl)來實現恒定。液體或凝膠形式的電解質溶液通過隔膜與被測溶液相連通。

　　利用上述的電極組合—銀電極和Ag/AgCl參比電極可以測量膠片沖洗液中的銀離子含量。也可以將銀電極換成鉑或金電極進行氧化還原電位的測量。例如：某種金屬離子的氧化階段。

　　常用的pH指示電極是玻璃電極。它是一支端部吹成泡狀的對于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管內充填有含飽和AgCl的3mol/l kcl緩沖溶液，pH值為7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的電位差用Ag/AgCl傳導系統，

　　如第二電極，導出。pH復合電極和pH固態(tài)電極，此電位差遵循能斯特公式：

能斯特公式

　　將E0、R、T(298.15K即25℃)等數值代入上式既得：

　　E=59.16mv/25℃ per pH (式中已將ln(H3O+)轉化為pH)

　　式中R和F為常數，n為化合價，每種離子都有其固定的值。對于氫離子來講n=1。溫度“T"做為變量，在能斯特公式中起很大作用。隨著溫度的上升，電位值將隨之增大。

　　對于每1℃的溫度變大，將引起電位0.2mv/per pH變化。用pH值來表示則每1℃第1pH變化0.0033pH值。這也就是說：對于20～30℃之間和7pH左右的測量不需要對溫度變化進行補償;而對于溫度>30℃或<20℃和ph值>8或6的應用場合則必須對溫度變化進行補償。

　　工業(yè)pH計，是一種常用的工業(yè)儀器設備，主要用來精密測量液體介質的酸堿度值。以及安裝、清洗、抗干擾等等問題的考慮

　　分類:

　　人們根據生產與生活的需要，科學地研究生產了許多型號的酸度計：

　　按測量精度:可分0.2級、0.1級、0.01級或更高精度。

　　按儀器體積:分為筆式(迷你型)、便攜式、臺式還有在線連續(xù)監(jiān)控測量的在線式。

　　根據使用的要求:筆式(迷你型)與便攜式pH酸堿度計一般是檢測人員帶到現場檢測使用。

　　選擇pH酸堿度計的精度級別是根據用戶測量所需的精度決定，而后根據用戶方便使用而選擇各式形狀的pH計。

　　按便攜性分的，分為：便攜式pH計，臺式pH計和筆式pH計。

　　按用途分為：實驗室用pH計，工業(yè)在線pH計等。

　　按*程度分為經濟型pH計，智能型pH計，精密型pH計或分為指針式pH計，數顯式pH計。

　　筆式pH計，一般制成單一量程，測量范圍狹窄，為專用簡便儀器。

　　便攜式和臺式pH計測量范圍較廣，常用儀器，不同點是便攜式采用直流供電，可攜帶到現場。實驗室pH計測量范圍廣、功能多、測量精度高。

　　工業(yè)用pH計的特點是要求穩(wěn)定性好、工作可靠，有一定的測量精度、環(huán)境適應能力強、抗干擾能力強，具有模擬里量輸出、數字通訊、上下限報警和控制功能等。

　　級別精準度:

　　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*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(fā)，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，*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，常用電極的性能還不能達到*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(wěn)定性都不優(yōu)于0.01pH。因此，電計的分辨率再高，儀器測試準確度都難優(yōu)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(chuàng)新和提高。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(guī)程(JJG119-84)中規(guī)定如下：

　　PH酸度計儀器的級別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

　　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。)

　　水分測定隨著科學研究的發(fā)展和生產技術的進步水分的定量分析已被列為各類物質理化分析的基本項目之一，作為各類物質的一項重要的質量指標。

　　根據不同形式試樣中的不同水分含量提出了測定水分的不同要求。水分測定可以是工業(yè)生產的控制分析，也可是工農業(yè)產品的質量簽定;可以從成噸計的產品中測定含水量等等。

　　電極使用:

　　1.玻璃電極插座應保持干燥、清潔，嚴禁接觸酸霧、鹽霧等有害氣體，嚴禁沾上水溶液，保證儀器的高輸入阻抗。

　　2.不進行測量時，應將輸入短路，以免損壞儀器

　　3.新電極或久置不用的電極在使用前，必須在蒸餾水中浸泡數小時。使電極不對稱電位降低達到穩(wěn)定，降低電極內阻。

　　4.測量時，電極球泡應全部浸入被測溶液中。

　　5.使用時，應使內參比電極浸在內參比溶液中，不要讓內參比溶液倒向電極帽一端，使內參比懸空。

　　6.使用時，應拔去參比電極電解液加液口的橡皮塞，以使參比電解液(鹽橋)借重力作用維持一定流速滲透并與被測溶液相通。否則，會造成讀數漂移。

　　pH測量一定要標定校準嗎?

　　pH測量通常有比色法(pH試紙或比色皿)和電極法二種。比色法當然不要標定，而電極法就一定要標定，因為電極法pH測量就是將未知溶液與已知pHs值的標準溶液在測量電池中作用比較測定，這是電極法pH測量的“操作定義"所決定的。

　　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。

　　盡管pH計種類很多，但其校準方法均采用兩點校準法，即選擇兩種標準緩沖液：一種是pH7標準緩沖液，第二種是pH9標準緩沖液或pH4標準緩沖液。先用pH7標準緩沖液對電計進行定位，再根據待測溶液的酸堿性選擇第二種標準緩沖液。如果待測溶液呈酸性，則選用pH4標準緩沖液;如果待測溶液呈堿性，則選用pH9標準緩沖液。若是手動調節(jié)的pH計，應在兩種標準緩沖液之間反復操作幾次，直至不需再調節(jié)其零點和定位(斜率)旋鈕，pH計即可準確顯示兩種標準緩沖液pH值。則校準過程結束。此后，在測量過程中零點和定位旋鈕就不應再動。若是智能式pH計，則不需反復調節(jié)，因為其內部已貯存幾種標準緩沖液的pH值可供選擇、而且可以自動識別并自動校準。但要注意標準緩沖液選擇及其配制的準確性。智能式0.01級pH計一般內存有三至五種標準緩沖液pH值，如科立龍公司的KL-016型pH計等。

　　其次，在校準前應特別注意待測溶液的溫度。以便正確選擇標準緩沖液,并調節(jié)電計面板上的溫度補償旋鈕,使其與待測溶液的溫度一致。不同的溫度下，標準緩沖溶液的pH值是不一樣的。

　　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(jié)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.測量時應按說明書規(guī)定的時間周期對儀器進行校準。

　　2.校準時應注意：

　　標準緩沖溶液溫度盡量與被測溶液溫度接近。

　　定位標準緩沖溶液應盡量接近被測溶液的pH值?；騼牲c標定時，應盡量使被測溶液的pH值在兩個標準緩沖溶液的區(qū)間內。校準后，應將浸入標準緩沖溶液的電極用水特別沖洗，因為緩沖溶液的緩沖作用，帶入被測溶液后，造成測量誤差。

　　3.記錄被測溶液的pH值時應同時記錄被測溶液的溫度值，因為離開溫度值，pH值幾乎毫無意義。盡管大多數pH計都具有溫度補償功能，但僅僅是補償電極的響應而已，也就是說只是半補償，而沒有同時對被測溶液進行溫度補償，即，全補償。

　　避免反應：

　　如何避免被測溶液與鹽橋成分反應?

　　總之，不能使鹽橋溶液中的成分與被測溶液發(fā)生沉淀、氧化還原反應等現象，不然會干擾電動勢測定。如雙液接參比電極在測Cl濃度中的應用。

　　關于pH計的常見信號顯示儀表 ProtEX RT6820......模擬信號輸入型/積算型顯示儀表輸入信號 4~20mA, Loop-Power回路供電電壓降幅 2.8V, (帶背光時5.8V)支持線性的、平方根的或可編程的數學運算Loop-Power回路供電 或 DC供電背光可選 ProtEX RT6830.....脈沖信號輸入型/積算型顯示儀表電池供電, DC供電, 或輸出回路供電電池供電, DC供電, 或輸出回路供電 背光可選 ProtEX_Lite PD663 防爆型回路供電過程顯示儀表輸入信號 4~20mA電壓降幅 1.7V, (帶背光時4.9V)3-1/2+LCDS數字,0.6"高回路供電背光可選快捷的四鍵編程問題。

　　pH計廣泛用于凈水、自來水、生活用水及各種液體的酸堿度測試。pH值在7.0為中性，7.0以下為酸性，7.0以上為堿性。

　　保養(yǎng):

　　1.pH玻璃電極的貯存

　　短期：貯存在pH=4的緩沖溶液中;

　　長期：貯存在pH=7的緩沖溶液中。

　　2.pH玻璃電極的清洗

　　玻璃電極球泡受污染可能使電極響應時間加長。可用CCl4或皂液揩去污物，然后浸入蒸餾水一晝夜后繼續(xù)使用。污染嚴重時，可用5%HF溶液浸10～20分鐘，立即用水沖洗干凈，然后浸入0.1N HCl溶液一晝夜后繼續(xù)使用。

　　3.玻璃電極老化的處理

　　玻璃電極的老化與膠層結構漸進變化有關。舊電極響應遲緩，膜電阻高，斜率低。用氫氟酸浸蝕掉外層膠層，經常能改善電極性能。若能用此法定期清除內外層膠層，則電極的壽命幾乎是無限的。

　　4.參比電極的貯存

　　5.參比電極的再生

　　參比電極發(fā)生的問題絕大多數是由液接界堵塞引起的，可用下列方法解決：

　　(1) 浸泡液接界

　　(2) 氨浸泡：當液接界被氯化銀堵塞時可用濃氨水浸除。具體方法是將電極內充洗凈，液放空后浸入氨水中10～20分鐘，但不要讓氨水進入電極內部。取出電極用蒸餾水洗凈，重新加入內充液后繼續(xù)使用

　　(3) 真空方法：將軟管套住參比電極液接界，使用水流吸氣泵，抽吸部分內充液穿過液接界，除去機械堵塞物

　　(4) 煮沸液接界：銀-氯化銀參比電極的液接界浸入沸水中10～20秒。注意，下一次煮沸前，應將電極冷卻到室溫

　　(5) 當以上方法均無效時，可采用砂紙研磨的機械方法去除堵塞。此法可能會使研磨下的砂粒塞入液接界

　　維護:

　　實驗室使用的電極都是復合電極，其優(yōu)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。下面就把電極的使用與維護簡單作一介紹：

　   1.復合電極不用時。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。

　　2.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。

　　3.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。

　　4.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。

　　5.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。

　　6.電極不能用于強酸、強堿或其他腐蝕性溶液。

　?、穱澜诿撍越橘|如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。

　　1.pH玻璃電極的貯存

　　短期：貯存在pH=4的緩沖溶液中;長期：貯存在pH=7的緩沖溶液中。

　　2.pH玻璃電極的清洗

　　安裝維護:

　　pH計的安裝方式有流通式和浸入式兩種。

　　污水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如該污水處理廠的pH計安裝在沉砂池的出口溢流槽內，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩(wěn)，對pH計不會造成大的沖擊。定期的維護有助于儀表的準確測量和延長儀表的使用壽命。應當注意傳感器和變送器之間的專用電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號將無法傳送至變送器。

　　若電極不測量時，應將黃色保護套管套上，它能使電極處于濕潤狀態(tài)，有利于延長電極的使用壽命。每隔一個月左右，應對電極進行清洗，先用柔和的水流噴洗附著物，再將電極浸泡于清洗液中一段時間，而后用清水洗凈。

　　傳感器支架也應清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進行標定，生產廠家一般提供兩瓶標準溶液，一瓶pH值等于7，用于標定儀表零點;一瓶pH值等于4，用于標定儀表的信號輸出斜率。

　　如何選購pH計|酸度儀|酸度計?應注意五大點。

　　我們在選購酸度儀時，首先要考慮應用場合，選擇筆式pH計，便攜式酸度儀，臺式酸度計或是工業(yè)用pH計;其次是考慮測量需要的精度，選擇合適自己使用的精度. BpH-200A型pH計廣泛應用于工業(yè)、電力、農業(yè)、醫(yī)藥、食品、科研和環(huán)保等領域。該儀器也是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認證中的檢驗設備。

　　我們在選購酸度計時需要考慮以下幾點：

　　1.根據應用場合分類可分為：筆式pH計、便攜式pH計、實驗室pH計和工業(yè)pH計等。筆式pH計主要用于代替pH試紙的功能，具有精度低、使用方便的特點。

　　便攜式pH計主要用于現場和野外測方式，要求較高的精度和完善的功能。

　　實驗室pH計是一種臺式高精度分析儀表，要求精度高、功能全，包括打印輸出、數據處理等等。

　　工業(yè)pH計是用于工業(yè)流程的連續(xù)測量，不僅要有測量顯示功能，還要有報警和控制功能，以及安 裝、清洗、抗干擾等等問題的考慮。

　　2.據pH計儀器精度分類：可分為0.2級、0.1級、0.05級、0.01級,數字越小，精度越高。

　　3.根據元器件類型分類：可分為晶體管式、集成電路式和單片機微電腦式，更多的是應用微電腦芯片，大大減少了儀器體積和單機成本;但芯片的開發(fā)成本很貴

　　4.根據讀數指示分類：可分為指針式和數字顯示式二種。指針式pH計已很少使用，但指針式儀表能夠顯示數據的連續(xù)變化過程，因此在滴定分析中還有使用。

　　5.看pH計有沒有附帶功能，比方說帶標配RS232接口，還有一個很重的是溫度補償是自動.還是手動，自動溫度補償的pH計要比手動溫度補償的pH計要方便些，二者之間的價格你就明白了吧。

　　備注：pH計|酸度儀|酸度計這三個名稱意思都一樣，只是各地方或者廠家說法不一樣

　　什么是水的pH值?它有什么意義?

　　pH值是水溶液最重要的理化參數之一。凡涉及水溶液的自然現象，化學變化以及生產過程都與pH值有關，因此，在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學、環(huán)保和科研領域都需要測量pH值。

　　水的pH值是表示水中氫離子活度的負對數值，表示為：

　　pH= - lg aH+

　　pH值有時也稱氫離子指數，由于氫離子活度的數值勤往往很小，在應用很不方便，所以就用pH值之一概念來作為水溶液酸性、堿性的判斷指示。而且，氫離子活度的負對數值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數量級的大小，這樣應用起來就十分方便，并由此得到：

　　（1）中性水溶液，pH= - lg aH+=-lg10-7=7

　　（2）酸性水溶液，pH<7，pH值越小，表示酸性越強;

　　（3）堿性水溶液，pH>7，pH值越大，表示堿性越強。

　　pH標度:

　　pH測量是一種相對測量，它僅僅指示標準溶液與未知溶液之間的pH差別，實際測量時，需要用標準緩沖溶液定期進行校準。因此，為了達到量值的一致，必須建立pH標度。pH標度范圍定為0~14pH，pH標度的量值由基準緩沖溶液的pHs值確定。

　　因此，pH標度的含義可表達為：根據pH定義，在0~14pH范圍內選擇若干個pH緩沖溶液作為pH標度的固定點，并且采用當代技術能達到的最準確的方法測定它們的pHs值。國際上有二種pH標度，即多種基準pH標度和單種基準pH標度，中國采用多種基準pHs標度。

　　pH緩沖溶液:

　　pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。如果向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化學反應產生少量的酸或堿，以及將溶液適當稀釋，這個溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變，這種能對抗少量酸或堿或稀釋，而使pH值不易發(fā)生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。

　　pH標準緩沖溶液具有以下特點：

　　（1）標準溶液的pH值是已知的，并達到規(guī)定的準確度。

　　（2）標準溶液的pH值有良好的復現性和穩(wěn)定性，具有較大的緩沖容量，較小的稀釋值和較小的溫度系數。

　　（3）溶液的制備方法簡單。

　　如何配制pH緩沖溶液?

　　對于一般的pH測量，可使用成套的pH緩沖試劑(可配制250ml)，配制溶液時，應使用去離子水，并預先煮沸15~30分鐘，以除去溶解的二氧化碳。剪開塑料袋將試劑倒入燒杯中，用適量去離子水使之溶解，并沖洗包裝袋，再倒入250ml容量瓶中，稀釋至刻度，充分搖勻即可。

　　如何正確保存和使用pH緩沖溶液?

　　緩沖溶液配制后，應裝在玻璃瓶或聚乙稀瓶中(堿性的pH緩沖液如pH9.18、pH10.01、pH12.46等，應裝在聚乙稀瓶中)瓶蓋嚴密蓋緊，在冰箱中低溫(5-10℃)保存，一般可使用二個月左右，如發(fā)現有混濁、發(fā)霉或沉淀等現象，不能繼續(xù)使用。使用時，應準備幾個50ml的聚乙稀小瓶，將大瓶中緩沖溶液倒入小瓶中，并在環(huán)境溫度下放置1~2小時，等溫度平衡后再使用。使用后不得再倒回大瓶中，以免污染，小瓶中的緩沖溶液在>10℃的環(huán)境條件下可以使用2~3天，一般pH7.00、pH6.86及pH4.00三種溶液使用時間可以長一些，pH9.18和pH10.01溶液由于吸收空氣中的CO2，其pH值比較容易變化。

　　pH緩沖溶液有何用途?

　　（1）pH測量前標定校準pH計。

　　（2）用以檢定pH計的準確性，例如用pH6.86和pH4.00標定pH計后，將pH電極插入pH9.18溶液中，檢查儀器顯示值和標準溶液的pHs值是否一致。

　　（3）在一般精度測量時檢查pH計是否需要重新設定。pH計標定并使用后也許會產生漂移或變化，因此在測試前將電極插入與被測溶液比較接近的標準緩沖液中，根據誤差大小確定是否需要重新標定。

　　（4）檢測pH電極的性能。

　　使用瓶裝的pH緩沖溶液有什么優(yōu)點?

　　在pH計經銷商處一般還有用聚乙稀塑料瓶瓶裝的pH標準緩沖溶液銷售。它和用pH緩沖試劑自己配制的緩沖溶液比較，由于它其中添加了顯色劑和防腐劑，因此不同pH值的緩沖液有不同的顏色，使用時不易搞錯，并且在常溫下保存不會發(fā)霉變質，保存期可長達一年，因此使用特別方便。有pH4.00、pH6.86、pH7.00、pH9.18、pH10.01五種，并有500ml大瓶和50ml小瓶二種規(guī)格。

　　實驗室和工業(yè)型pH電極有什么區(qū)別?　從使用上講，實驗室pH電極是在較好的環(huán)境條件下進行短時間間斷測試;而工業(yè)pH電極是在較差的環(huán)境條件下進行長期連續(xù)的測試。從性能上講，實驗室pH電極要求電極的準確性和重復性要好，響應快;而工業(yè)pH電極則要求電極的長期穩(wěn)定性好。從結構上講實驗室pH電極要求簡單輕便，而工業(yè)型pH電極則要求結構牢固，要考慮能夠安裝，并且能抵抗各種電場和磁場的干擾。

　　pH電極為何要浸泡?如何正確浸泡?　pH電極使用前必須浸泡，因為pH球泡是一種特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一很薄的水合凝膠層，它只有充分濕潤的條件下才能與溶液中的H+離子良好的響應。同時，玻璃電極經過浸泡，可以使不對稱電勢大大下降并趨向穩(wěn)定。

　　pH玻璃電極一般可以用蒸餾水或pH4緩沖溶液浸泡。通常使用pH4緩沖液更好一些，浸泡時間8小時至24小時或更長，根據球泡玻璃膜厚度、電極老化程度而不同。同時，參比電極的液接界也需要浸泡。因為如果液接界干涸會使液接界電勢增大或不穩(wěn)定，參比電極的浸泡液必須和參比電極的外參比溶液一致，即3.3mol/LKCl溶液或飽和KCl溶液，浸泡時間一般幾小時即可。

　　因此，對pH復合電極而言，就必須浸泡在含KCl的pH4緩沖液中，這樣才能對玻璃球泡和液接界同時起作用。這里要特別提醒注意，因為過去人使用單支的pH玻璃電極已習慣于用去離子水或pH4緩沖液浸泡，后來使用pH復合電極時依然采用這樣的浸泡方法引起的直接后果就是使一支性能良好的pH復合電極變成一支響應慢、精度差的電極，而且浸泡時間越長性能越差，因為經過長時間的浸泡，液接界內部(例如砂芯內部)的KCl濃度已大大降低了，使液接界電勢增大和不穩(wěn)定。當然，只要在正確的浸泡溶液中重新浸泡數小時，電極還是會復原的。

　　另外，pH電極也不能浸泡在中性或堿性的緩沖溶液中，長期浸泡在此類溶液中會使pH玻璃膜響應遲鈍。正確的pH電極浸泡液的配制：取pH4.00緩沖劑(250ml)一包，溶于250ml純水中，再加入56克分析純KCl，適當加熱，攪拌至*溶解即成。

　　pH電極如何清洗?

　　球泡和液接界污染后先用以下溶劑清洗，再用去離子水洗去溶劑，將電極浸入浸泡液中活化。

　　污染物清洗劑

　　無機金屬氧化物 低于1mol/L稀酸

　　有機油脂類物 稀洗滌劑(弱酸性)

　　樹脂高分子物質 稀酒精、丙酮

　　蛋白質血球沉淀物 酸性酶溶液(如食母生片)

　　顏料類物質 稀漂白液、過氧化氫

　　如何檢測pH電極的好壞?　用戶可按下表數據自行檢測pH電極的好壞，步驟如下(pH計調至mV檔)

　　（1）測試零電位pH值，零點pH值：7±0.5pH pH電極插入pH4.00緩沖液中，穩(wěn)定后讀數(預先測試出溶液的溫度)。例如25℃時讀數值E1’=186mV(取絕對值)，而準確值為178mV(見表格)，則誤差值=186-178mV，換算成pH值：8/59.16=0.14pH(59.16mV/pH是25℃時的K值，見表格)。因此零點pH值合格。一般新電極零電位誤差≤±0.3pH，如零電位誤差>±0.5pH，電極的測試誤差會比較大，尤其當測試溶液溫度變化較大時誤差會更大。如果測試精度要求不高，則零電位誤差值還可以大一些，但最大不能超過1pH。

　　（2）測試電極百分理論余率(PTS)

　　記錄(1)步驟中的測試數據186mV，將電極清洗后再插入pH9.18緩沖液中，穩(wěn)定后讀數，E2’=111mV(取絕對值)，ΔE’=E1’+E2’=186+111=297mV，與表格中的ΔE對照，PTS=97%，合格，一般新電極PTS≥97%，使用長久的電極可以放寬一些，但一般應PTS≥95%，除非測試精度要求很低。

　　（3）將電極清洗后再插入pH4.00緩沖液，將讀數與步驟(1)的數據比較，其誤差應≤±2mV，否則表示電極重復性較差。

　　（4）電極的測試讀數應該在30-60秒內穩(wěn)定，否則表示電極響應太慢。

　　pH指示電極對溶液中氫離子活度有響應，電極電位隨之而變化的電極稱為pH指示電極或pH測量電極。pH指示電極有氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種，但常用的是玻璃電極。玻璃電極是由玻璃支桿，以及由特殊成份組成的對氫離子敏感的玻璃膜組成。玻璃膜一般呈球泡狀，球泡內充入內參比溶液，插入內參比電極(一般用銀/氯化銀電極)，用電極帽封接引出電線，裝上插口，就成為一支pH指示電極。市場銷售的常用的pH指示電極是231玻璃pH電極。

　　pH復合電極將pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為pH復合電極。外殼為塑料的就稱為塑殼pH復合電極。外殼為玻璃的就稱為玻璃pH復合電極。復合電極的大優(yōu)點是合二為一，使用方便。pH復合電極的結構主要由電極球泡、玻璃支持桿、內參比電極、內參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導線、插口等組成。

　　（1）電極球泡：它是由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在0.1~0.2mm左右，電阻值<250兆歐(25℃)。

　　（2）玻璃支持管：是支持電極球泡的玻璃管體，由電絕緣性優(yōu)良的鉛玻璃制成，其膨脹系數應與電極球泡玻璃一致。

　　（3）內參比電極：為銀/氯化銀電極，主要作用是引用電極電位，要求其電位穩(wěn)定，溫度系數小。

　　（4）內參比溶液：零電位為7pH的內參比溶液，玻璃電極與參比電極構成電池建立零電位的pH值，主要取決于內參比溶液的pH值及氯離子濃度。

　　（5）電極塑殼：電極塑殼是支持玻璃電極和液接界，盛放外參比溶液的殼體，由聚碳酸酯塑壓成型。

　　（6）外參比電極：為銀/氯化銀電極，作用是提供與保持一個固定的參比電勢，要求電位穩(wěn)定，重現性好，溫度系數小。

　　（7）外參比溶液：為3.3mol/L的凝膠電解質，不易流失，無需添加。

　　（8）砂芯液接界：液接界是構通外參比溶液和被測溶液的連接部件，要求滲透量穩(wěn)定。

　　（9）電極導線：為低噪音金屬屏蔽線，內芯與內參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。

　　pH電極有以下特性：

　　（1）不對稱電勢：當電極的內外參比電極，內外參比溶液均相同時，理論上電池電動勢應等于零，但實際上總有幾毫伏到幾十毫伏的電勢差存在，這說明玻璃球泡內外二個界面是不對稱的，這一電勢差就稱為不對稱電勢。不對稱電勢與球泡吹制的工藝有關，也與使用中球泡表面受侵蝕或沾污有關，實際使用中，可用電計特設的定位調節(jié)器消除它。

　　（2）零電勢：pH電極的零電勢是指pH測量電池的電勢為零時的溶液的pH值。它取決于內參比溶液的pH值及氯離子濃度。若內參比溶液為0.025mol/L的混合磷酸鹽溶液，電極的零電勢pH值大于或小于電極的零電勢pH值時，電極的極性就要發(fā)生改變。

　　（3）內阻：電極的內阻主要由球泡玻璃膜的內阻決定，它取決于玻璃的組成和厚度，阻值一般為幾十兆歐。而且隨溫度下降而按指數式上升(每下降7℃，內阻增加1倍，例如28℃時為50兆歐，則0℃時為800兆歐)。內阻高的電極對電計的輸入阻抗及絕緣屏蔽的要求高，因此電極內阻低一些為好。

　　（4）堿誤差和酸誤差：當被測溶液的酸度和堿度增大時，電極電勢與溶液pH值將偏離線性關系，這種偏差就稱為堿誤差和酸誤差。堿誤差是由于在氫離子濃度很低的溶液中，電極膜的響應不僅與氫離子濃度有關，而且與溶液中堿金屬離子濃度有關。堿誤差使測得的pH值比實際的數值偏低。酸誤差在較低的pH范圍內(pH<1~2)出現，酸誤差使pH測量值比實際數值偏高。

　　可充式和非可充式pH復合電極有何區(qū)別?

　　pH復合電極外殼有塑料和玻璃的區(qū)分。可充式pH復合電極外殼上有一加液孔，當電極的外參比溶液流失后，可將加液孔打開，重新補充KCl溶液。而非可充式pH復合電極內裝凝膠狀KCl，不易流失也無加液孔。

　　可充式pH復合電極的特點是參比溶液有較高的滲透速率，液接界電位穩(wěn)定重現，測量精度較高。而且當參比電極減少或受污染后可以補充或更換KCl溶液，但缺點是使用較麻煩。可充式pH復合電極使用時應將加液孔打開，以增加液體壓力，加速電極響應，當電介液液面低于加液孔2cm時，應及時補充新的電介液。

　　非可充式pH復合電極的特點是維護簡單使用方便，因此也得到廣泛的應用。但作為實驗室pH電極使用時，在長期和連續(xù)的使用條件下，液接界處的KCl濃度會減少，影響測試精度。因此非可充式pH復合電極不用時，應浸在電極浸泡液中，這樣下次測試時電極性能會很好，而大部分實驗室pH電極都不是長期和連續(xù)的測試，因此這種結構對精度的影響是比較小的。而工業(yè)pH復合電極由于對測試精度的要求比較低，所以使用方便就成為主要的選擇。

　　如何正確使用pH復合電極?

　　（1）球泡前端不應有氣泡，如有氣泡應用力甩去。

　　（2）電極從浸泡瓶中取出后，應在去離子水中晃動并甩干，不要用紙巾擦試球泡，否則由于靜電感應電荷轉移到玻璃膜上，會延長電勢穩(wěn)定的時間，更好的方法是使用被測溶液沖洗電極。

　　（3）pH復合電極插入被測溶液后，要攪拌晃動幾下再靜止放置，這樣會加快電極的響應。尤其使用塑殼pH復合電極時，攪拌晃動要厲害一些，因為球泡和塑殼之間會有一個小小的空腔，電極浸入溶液后有時空腔中的氣體來不及排除會產生氣泡，使球泡或液接界與溶液接觸不良，因此必須用力攪拌晃動以排除氣泡。

　　（4）在粘稠性試樣中測試之后，電極必須用去離子水反復沖洗多次，以除去粘附在玻璃膜上的試樣。有時還需先用其他溶劑洗去試樣，再用水洗去溶劑，浸入浸泡液中活化。

　　（5）避免接觸強堿或腐蝕性溶液，如果測試此類溶液，應盡量減少浸入時間，用后仔細清洗干凈。

　　（6）避免在無水乙醇、濃硫酸等脫水性介質中使用，它們會損壞球泡表面的水合凝膠層。

　?。?）塑殼pH復合電極的外殼材料是聚碳酸酯塑料(PC)，PC塑料在有些溶劑中會溶解，如四氯化碳、三氯乙稀、四氫呋喃等，如果測試中含有以上溶劑，就會損壞電極外殼，此時應改用玻璃外殼的pH復合電極。

　　參比電極

　　對溶液中氫離子活度無響應，具有已知和恒定的電極電位的電極稱為參比電極。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀/氯化銀電極等電極等幾種。常用的是甘汞電極和銀/氯化銀。參比電極在測量電池中的作用是提供并保持一個固定的參比電勢，因此對參比電極的要求是電勢穩(wěn)定、重視，溫度系數小，有電流通過時極化電勢小。市場銷售的常用的參比電極為232參比電極。

　　不同的參比電極有何區(qū)別?

　　常用的參比電極有甘汞電極和銀/氯化銀電極二類。甘汞電極有電勢穩(wěn)定、重現性好的優(yōu)點，但也有溫度滯后性大，不能在高溫下使用(<70℃)，且電極材料有毒性等缺點。銀/氯化銀參比電極不僅制備容易，電勢穩(wěn)定，重現性好，而且電極結構牢固，溫度滯后性小，當溫度變化之后能較快達至新溫度下的平衡電勢，并且可以在高溫下使用。因此在電極的外參比溶液中，應加入氯化銀預先飽和，否則參比電極的氯化銀鍍層會被溶解，使電勢不穩(wěn)定。 毛細管參比電極是銀/氯化銀參比電極的一種特殊制作形成，它將銀/氯化銀參比電極燒結在玻璃毛細管中間，將工作介質填充其間。這種參比電極不僅電勢穩(wěn)定，而且可以有效防止因外參比溶液污染而引起的參比電位變化，因此更適合在高溫和連續(xù)測試的條件下使用。

　　液接界

　　什么是液接界?為何要使用高濃度KCI?

　　在pH測量過程中，均使用參比電極，大多數情況下參比電極帶有鹽橋溶液。參比電極通過鹽橋溶液與被測溶液相連通，這樣在被測溶液和參比鹽橋溶液之間就形成液接界，液接界兩邊溶液中的離子不斷跨越界面向對面進行擴散，由于各個離子擴散速度不同，而使液接界兩邊帶有符號相反的電荷，產生電位差，即稱為液接界電位，也稱擴散電位，它會影響電極的測量精度。為了減少液接界的電勢差或使其保持穩(wěn)定及重現，就必須采用高濃度的KCI溶液(≥3.3mol/L)作為電極的外參比鹽橋溶液，它有足夠高的離子強度，比被測介質的可能的最大的離子強度還要大5~10倍，因此，在液接界界面上，總是K+和Cl-向外擴散，而由于K+和Cl-的淌度(可以理解成速度)接近相等，正負電荷分布基本均勻，因此形成較小的液接界電勢，這就是參比電極中的外參比溶液必須使用高濃度KCI溶液的原因。

　　液接界有幾種結構?它們各有什么特點?

　　從實際的結構上講，液接界就是連通電極的外參比溶液(高濃度KCI溶液)與被測溶液的連接部件，這個連接部件的常用結構有陶瓷砂芯、纖維絲、多孔材料(玻璃或塑料)及玻璃磨口等幾種。液接界材料的結構要求是能夠滲透，但又不能滲透太快，同時又要耐腐蝕，這就是液接界結構的矛盾和困難所在。簡單來說就是滲透、耐壓、不腐蝕，但又不能滲透太快，同時又要耐腐蝕性好，可以用于高溫和高堿溶液;纖維絲結構溶液滲透速度較快，不易堵塞;多孔材料可做成與被測溶液的接觸面積較大;理想的結構應屬于玻璃磨口液接界，它可以做成接觸面積及滲出速度均較大在，適用于高粘度、渾濁液體及低離子強度液體的測定。

　　什么是雙液接參比電極?它有何優(yōu)點?

　　雙液接參比電極的結構，有二個液接界和二個參比溶液腔體。外腔體中一般是KNO3溶液，內腔體中是KCl溶液，它有二個顯著的優(yōu)點：第一，減少污染，被測溶液只能污染外腔體中的溶液，對內腔體中的KCI溶液影響很小;第二，減少液接界堵塞和離子間的化學反應，例如，若被測溶液中含S-、I-等離子會和參比溶液中的Ag+反應，生成難溶的銀化合物堵塞液接界。單支的雙液接參比電極有市售，型號為217型甘汞電極。雙液接參比電極較多用于工業(yè)pH電極。

　　標定程序:

　　(1)在實驗室配制合適的PH標準液PH4.01PH6.86或PH9.18任選兩種，根據現場水樣的波動范圍選擇標準液。如果現場水質經常偏酸性，則選PH4.01、PH6.86兩種標樣;如果現場水質經常偏堿性，則選PH6.86、PH9.18兩種標樣。

　　(2)將傳感器從現場取出，用清水清洗探頭的玻璃電極。

　　(3)將兩種標準液分別倒入準備好的兩個燒杯中。

　　(4)將電極浸入第一種標準液中，打開儀表菜單，校準第一點.不同品牌儀表，校驗菜單的操作方法不同，根據隨機說明書進行操作。

　　(5)第一點校準通過后，用清水沖洗電極，再將電極放入第二種標準液中，翻動儀表菜單，校準第二點。

　　(6)兩點校準完成后，不同品牌的儀表會以不同的方式顯示儀表是否通過校驗或是否合格。

　　(7)如果通過，將電極放回被測液體中，使儀表投入運行。

　　(8)如果儀表校準失敗，再重復上述過程校準一遍，如果還不能通過，則更換pH電極。pH電極壽命一般在兩年左右。

　　pH計應用:

　　采用pH計能更好地控制化學反應，達到提高生產率和產品質量以及安全生產的目的。帶有自動記錄的pH測量系統還可對污染公害提供訴訟的證據。某些間歇生產過程(例如某些化肥生產、食品加工過程)采用pH計后可變?yōu)檫B續(xù)生產方式。在現代工業(yè)中采用pH計比其他類型的連續(xù)分析儀表的總和還多。幾乎凡需用水的生產部門都需要采用pH計。其應用范圍從工業(yè)用水和廢物處理到采礦中的浮選過程，包括紙漿和造紙、金屬加工、化工、石油、合成橡膠生產、發(fā)電廠、制藥、食品加工等廣泛領域。