pH计的使用及维护方法

pH计的使用主要内容原理使用过程电极的维护常见故障及排除方法温度补偿重难点回顾一、pH电极的原理pH＝―lg[H+]最常用的pH指示电极是玻璃电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管内充填有含饱和AgCl的3mol/lKCl缓冲溶液，pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的电位差用Ag/AgCl传导系统导出。E=E0+R·T1naH=E0-0.059pH(25℃时）(1)电极球泡：它是由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在O.1～0.2mm左右，电阻值＜250兆欧(25℃)。(2)玻璃支持管是支持电极球泡的玻璃管体，由电绝缘性优良的铅玻璃制成，其膨胀系数应与电极球泡玻璃一致。(3)内参比电极：为银/氯化银电极，主要作用是引出电极电位，要求其电位稳定，温度系数小。(4)内参比溶液：零电位为7pH的内参比溶液，是中性磷酸盐和氯化钾的混合溶液。(5)电极壳：通常由聚碳酸酯(PC)塑压成型或者玻璃制成。PC塑料在有些溶剂中会溶解，如四氯化碳、三氯乙稀、四氢呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，就会损坏电极外壳，此时应改用玻璃外壳的pH复合电极。(6)外参比电极：为银/氯化银电极，作用是提供与保持一个固定的参比电势，要求电位稳定，重现性好，温度系数小。(7)外参比溶液：氯化钾溶液或KCl凝胶电解质。(8)电极导线：为低噪音金属屏蔽线，内芯与内参比电极连接，屏蔽层与外参比电极连接(1)将pH计的电源打开，预热30min以上。720720720﹒720﹒720﹒720﹒二、使用过程---1.预热(2)将电极下面的管套取下，妥善放好不要让里面的溶液倒出（KCl或略酸性的缓冲溶液）。于电极下置一烧杯，以洗瓶洗净电极，另以面纸沾干，将电极置于另一盛装蒸馏水的烧杯中贴放。以滤纸或面纸吸干沾湿勿用力擦拭玻璃薄膜以纯水清洗2.清洗与沾干3.液位要求(3)待測溶液的最低液位应该高于甘汞电极处處(红色箭头)。塑胶保护罩玻璃电极甘汞电极补充溶液孔复合电极构造待測溶液待测溶液最低液面最低液面注意：塑料保护栅里的玻璃球泡部分不能与硬物接触，任何破损和擦毛都有可能影响电极的测量精度或造成电极的损坏。4.归零与调整灵敏度取用pH＝7.0的溶液测其零点。至少选2点校准。归零后再以pH=10.01或pH=4.01的缓冲液测其灵敏度(或称为斜率)拭净后即可使用。电极校正后可以暂时浸渍于纯水中待用。720各种厂牌皆有所不同，但原则一致按cal/meas键测量标准溶液的pH，然后按enter键储存观察斜率电极斜率范围0.90-1.05为合格，一般不用电位校准5实验結束实验结束，将电极洗净沾干，置于橡胶套中，橡胶套中应该有足够的KCl等溶液。盖上加液孔。6实验中注意事项1.电磁搅拌子应该先行放入，搅动稳定后再插入电极。以免电极被砸破。（电极很贵的）。2.实验完毕后先提起电极再关电磁搅拌器。3.电磁搅拌器启用时应先确认开关已关再慢慢加速。三、电极的维护1.pH电极使用前必须浸泡：对于pH复合电极，若是短时间浸泡（如24小时），则可用除盐水或蒸馏水或3.0NKCL溶液，若是长时间浸泡则必须采用3.0NKCL溶液。2.电极应避免长期浸泡于蒸馏水或蛋白质、酸性氟化物溶液中，并避免与有机硅油脂接触。3.要对pH电极定期进行矫正。斜率范围（95%-105%）4.定期补充电解液3MKCl.5.若经长期使用后发现电极斜率略有降低，可把电极球泡浸泡在4％HF中3～5sec，用蒸馏水洗净，然后在0.1mol/L盐酸溶液中浸泡数小时，用去离子水冲洗干净。6.被测溶液中如含有易污染敏感球泡或者堵塞液接界的物质，会使电极钝化，现象是电极斜率降低、响应时间延长、读数不稳定。应根据污染物的性质，以适当溶液清洗。污染物清洗剂无机金属氧化物低于1mol/L稀酸有机油脂类物稀洗涤剂（弱碱性）树脂高分子物质酒精、乙醚蛋白质血球沉淀物5％胃蛋白酶+0.1mol/LHCl溶液颜料类物质稀漂白液、H2O2避免选择可能溶解聚碳酸树脂的清洗液：CCl4、C2HCl3、THF、丙酮四、常见故障及排除方法电源已接，开机无显示·电源开关或变压器坏。修理或更换。·保险丝坏。更换。·仪器内部有故障。检修。开机后显示乱跳·仪器输入端开路。插上短路插头或接上电极。·选择开关接触不良。修理或更换“定位”调节不到6.86pH·标准溶液失效。重新配置。·电极失效。更换。·“定位”电位器坏。更换。·复合电极内溶液干固。补充。·“斜率”电位器可能坏。更换“斜率”调节不到pH9.18或pH4.01·标准溶液失效。重新配置。·“斜率”电位器坏。更换。·电极斜率下。更换电极。pH测量时，数字不稳定，变化缓慢·复合电极内氯化钾溶液消耗完。补充溶液。·电极阻抗增大，使用寿命已到。更换。·接地线接触不良。“自动”补偿时，数字溢出或示值不变·温度补偿电极未接好或已坏。更换。·仪器后面板上温度补偿选择开关坏。更换。·温度补偿电极插座内部接线断。维修。·仪器内部元器件坏。维修。五、温度补偿普通的温度补偿（CyberScan510ATC接口）是将电极在标定温度下得到的斜率按能斯特公式换算到当前温度下的斜率，从而得到当前温度下正确的pH值。(而25℃折算，是将当前温度下的pH值，换算到假定其它条件不变，只是温度变化到25℃时的pH值)严格意义上温度补偿包括电极斜率和电极零点（包括测量电极和参比电极）的温度补偿。而pH计上设置的温度补偿，只是补偿电极的斜率项（2.303RT/F）.因此，温度补偿对pH计测量并不是很充分的，也不能完全消除由温度引起的误差。只是由于溶液的温度项和电极零点温度项，一是无法确定，二是引起的误差很小，故略去不计！标准缓冲液随温度变化情况表温度（℃）pH4.01pH7.00pH10.01204.007.0210.05254.017.0010.01304.016.999.95354.026.989.92可见：随温度升高，pH逐渐增大；但pH越大，增加的幅度越大，但总体变化都不大。所以对于测量精度要求不太高的pH，可以不用温度补偿。设定功能P1.0记忆清空—清除所有已被存储的数值，避免新旧数据混淆。（默认值NO）P2.0浏览电极特性—可以据分析用途核查电极参数。P3.0缓冲溶液的选择(默认ＵSA)USA缓冲：4.017.0010.01NIST缓冲：4.016.869.18P4.0仪器清零：清除所有储存的数据和校准数据，但温度校准值会被继续保存。（默认值NO）六、重难点回顾如何检测pH电极好坏？一般检测电极，主要以电极的斜率来判断电极的好坏，同时也可辅以电极的零电位mV值判断。对于工业场合电极，出厂标准为斜率95%——105%。零电位：±15mV，零电位是一个范围，在此范围内均是很好的电极，而不是有的仪表厂家给8.2mV，限制电极零电位在8.2mV附近。使用一段时间以后，零电位会发生变化，±60mV以内均是允许的。但斜率应不低于70%，若要求精确一些，则不应低于80%。为什么pH电极使用前必须浸泡？pH电极使用前必须浸泡，因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一层很薄的水合凝胶层，它只有在充分浸泡后才能在膜表面形成稳定的H+层，才能与溶液中的H+具有稳定的良好响应。若浸泡不充分，则测量时响应值会不稳定、漂移。浸泡时间一般为24小时以上即可。对pH单玻璃电极，可用蒸馏水或3.0mol/LKCL溶液浸泡，单参比电极则只能浸泡在3.0NKCL溶液中。对于pH复合电极，若是短时间浸泡（如24小时），则可用盐水或蒸馏水或3.0mol/LKCL溶液，若是长时间浸泡则必须采用3.0mol/LKCL溶液。pH复合电极使用去离子水长期浸泡，引起的直接后果就是：使一支性能良好的pH复合电极变成一支响应慢、精度差的电极，而且浸泡时间越长性能越差，因为经过长时间的浸泡，会使电极参比系统的KCL浓度大大降低，同时使液接界电势增大和不稳定。为什么pH电极必须定期标定校准？pH电极使用一段时间后，电位将会发生很大改变，故必须定期校准。极标定校准的次数取决于试样、电极性能及对测量的精确度要求。高精度测量（≤±0.03pH），应及时校准；一般精度测量（≤±0.1pH），经过一次校准后可连续使用二周甚至更长时间。只要测量显示pH值是准确的就完全没必要频繁对电极进行标定。先测试与被测溶液较接近的标准溶液，根据误差大小确定是否需要重新校准，在下列情况下，必须重新校准：1、长期使用的电极及新换的电极。2、测量浓酸（pH＜2）以后，或测量浓碱（pH＞12）以后。3、测量含有氟化物的溶液或较浓的有机溶液后。4、被测溶液温度与标准溶液温度（或室温）相差过大时。定期标定校准pH电极的清洗，再生方法等注意事项。电极再生：将电极浸入一种理想的储存液中1-2小时。若不能解决问题电极需要再生。程序：1.将电极浸入酒精中搅动5min；2.将电极放入自来水中15min；3.将电极浸入强酸（如盐酸或硫酸）中搅动5min；4.重复第2步；5.将电极放入强碱（NaOH）中搅动5min，再放入自来水中15min；6.使用标准缓冲液校验。