酸度计

• 酸度计(也称pH计)是一种电化学分析仪器，主要用于测量溶液的pH值，也可以用来测量电极电位值，以及通过pH值或电极电位值的变化来定量测定化学成分的含量，它被广泛应用于农业、工业、医疗卫生等领域，在环境监测、医药卫生、安全防护和化学分析中，属于强制检定的计量器具。

酸度计的原理

• 酸度计的主体是精密的电位计。测定时把复合电极插在被测溶液中，由于被测溶液的酸度（氢离子浓度）不同而产生不同的电动势，将它通过直流放大器放大，最后由读数指示器（电压表）指出被测溶液的pH值。用酸度计进行电位测量是测量pH最精密的方法。pH计由三个部件构成：

  (1)参比电极；

  (2)玻璃电极，其电位取决于周围溶液的pH；

  (3)电流计，该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。由于采用最新的电极设计和固体电路技术，现在最好的pH可分辨出0.005pH单位。参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，作为测量各种偏离电位的对照。银-氧化银电极是目前pH中最常用的参比电极。玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和。E电池＝E参比+E玻璃，如果温度恒定，这个电池的电位随待测溶液的pH变化而变化，而测量酸度计中的电池产生的电位是困难的，因其电动势非常小，且电路的阻抗又非常大(1－100MΩ)；因此，必须把信号放大，使其足以推动标准毫伏表或毫安表。电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍，放大了的信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，pH电流表的表盘刻有相应的pH数值；而数字式pH计则直接以数字显出pH值。

酸度计的分类

• 酸度计的种类很多，主要有以下分类：笔式酸度计、台式酸度计、便携式酸度计、在线式酸度计：

  笔式酸度计是携带最为方便，也是最便宜的一种酸度计。由于其形状类似笔状，顾名为笔式酸度计。

  台式酸度计是主要应用于实验室较多，其精度最高，检测快。但不适合携带。

  便携式酸度计其携带也比较方便，相比笔试酸度计，便携式的精度优于笔试的，其寿命也是比笔试酸度计要长。

  在线式酸度计是监测水质用，即24小时在线监测。且通常可输出4-20信号，可接程控设备等。

酸度计的校准

• 酸度计因电计设计的不同而类型很多，其操作步骤各有不同，因而酸度计的操作应严格按照其使用说明书正确进行。在具体操作中，校准是酸度计使用操作中的一重要步骤。表1的数据是精度为0.01级、经过计量检定合格的酸度计在未校准时与校准后的测量值，从中可以看出校准的重要性。

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  标准pH┄┄┄校准前误差(pH)┄┄┄校准后误差(pH)

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  13.000┅┅┅┅ 00.0600┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0000

  12.000┅┅┅┅ 00.0450┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005

  11.000┅┅┅ ┅00.0500┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0010

  10.000┅┅┅ ┅00.0300┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅┅00.0000

  9.000 ┅ ┅┅ ┅00.0200┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005

  8.000 ┅┅┅┅ 00.010┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005

  7.000┅┅┅┅┅ 00.0015┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅┅00.0000

  6.000┅┅┅┅┅-00.0100┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅-00.0005

  5.000┅┅┅ ┅ -00.0105┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅┅00.0005

  4.000┅┅┅ ┅ 00.0150┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅┅00.0000

  3.000┅┅┅ ┅ -00.0300┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅┅00.0000

  2.000┅┅┅ ┅ -00.0200┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅ -00.0003

  1.000┅┅┅ ┅ -00.0350┅┅┅┅ ┅┅┅┅┅┅┅ -00.0001

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  尽管酸度计种类很多，但其校准方法均采用两点校准法，即选择两种标准缓冲液：一种是pH7标准缓冲液，第二种是pH9标准缓冲液或pH4标准缓冲液。先用pH7标准缓冲液对电计进行定位，再根据待测溶液的酸碱性选择第二种标准缓冲液。如果待测溶液呈酸性，则选用pH4标准缓冲液;如果待测溶液呈碱性，则选用pH9标准缓冲液。若是手动调节的酸度计，应在两种标准缓冲液之间反复操作几次，直至不需再调节其零点和定位(斜率)旋钮，酸度计即可准确显示两种标准缓冲液pH值。则校准过程结束。此后，在测量过程中零点和定位旋钮就不应再动。若是智能式酸度计，则不需反复调节，因为其内部已贮存几种标准缓冲液的pH值可供选择、而且可以自动识别并自动校准。但要注意标准缓冲液选择及其配制的准确性。智能式0.01级酸度计一般内存有三至五种标准缓冲液pH值，如科立龙公司的KL-016型酸度计等。

  其次，在校准前应特别注意待测溶液的温度。以便正确选择标准缓冲液,并调节电计面板上的温度补偿旋钮,使其与待测溶液的温度一致。不同的温度下，标准缓冲溶液的pH值是不一样的。如表2所示：

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  温度(℃)┄┄ pH7 ┄┄ pH4 ┄┄ pH9.2

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  10┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 6.92 ┄┄ 4.00 ┄┄9.33

  15┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 6.90 ┄┄ 4.00 ┄┄9.28

  20┄┄┄┄┄┄┄┄ ┄┄6.88 ┄┄ 4.00 ┄┄9.23

  25┄┄┄┄┄┄┄┄ ┄┄6.86 ┄┄ 4.00 ┄┄9.18

  30┄┄┄┄┄┄┄┄ ┄┄6.85 ┄┄ 4.01 ┄┄9.14

  40┄┄┄┄┄┄┄┄ ┄┄6.84 ┄┄ 4.03 ┄┄9.01

  50┄┄┄┄┄┄┄┄ ┄┄6.83 ┄┄ 4.06 ┄┄9.02

  50┄┄┄┄┄┄┄┄ ┄┄6.83 ┄┄ 4.06 ┄┄9.02

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  校准工作结束后，对使用频繁的酸度计一般在48小时内仪器不需再次定标。如遇到下列情况之一，仪器则需要重新标定：

  ⑴溶液温度与定标温度有较大的差异时.

  ⑵电极在空气中暴露过久，如半小时以上时.

  ⑶定位或斜率调节器 <http:/www.18show.cn/product/st100.html>被误动;

  ⑷测量过酸(pH<2)或过碱(pH>12)的溶液后;

  ⑸换过电极后;

  ⑹当所测溶液的pH值不在两点定标时所选溶液的中间，且距7pH又较远时。

酸度计的保养

• 1、 pH玻璃电极的贮存

  短期：贮存在pH＝4的缓冲溶液中；

  长期：贮存在pH＝7的缓冲溶液中。

  2、 pH玻璃电极的清洗

  玻璃电极球泡受污染可能使电极响应时间加长。可用CCl4或皂液揩去污物，然后浸入蒸馏水一昼夜后继续使用。污染严重时，可用5％HF溶液浸10～20分钟，立即用水冲洗干净，然后浸入0.1N HCl溶液一昼夜后继续使用。

  3、 玻璃电极老化的处理

  玻璃电极的老化与胶层结构渐进变化有关。旧电极响应迟缓，膜电阻高，斜率低。用氢氟酸浸蚀掉外层胶层，经常能改善电极性能。若能用此法定期清除内外层胶层，则电极的寿命几乎是无限的。

  4、 参比电极的贮存

  银-氯化银电极最好的贮存液是饱和氯化钾溶液,高浓度氯化钾溶液可以防止氯化银在液接界处沉淀，并维持液接界处于工作状态。此方法也适用于复合电极的贮存。

  5、 参比电极的再生

  参比电极发生的问题绝大多数是由液接界堵塞引起的，可用下列方法解决：

  （1）  浸泡液接界：用10％饱和氯化钾溶液和90％蒸馏水的混合液，加热至60～70℃，将电极浸入约5cm，浸泡20分钟至1小时。此法可溶去电极端部的结晶。

  （2） 氨浸泡：当液接界被氯化银堵塞时可用浓氨水浸除。具体方法是将电极内充洗净，液放空后浸入氨水中10～20分钟，但不要让氨水进入电极内部。取出电极用蒸馏水洗净，重新加入内充液后继续使用。

  （3） 真空方法：将软管套住参比电极液接界，使用水流吸气泵，抽吸部分内充液穿过液接界，除去机械堵塞物。

  （4） 煮沸液接界：银－氯化银参比电极的液接界浸入沸水中10～20秒。注意，下一次煮沸前，应将电极冷却到室温。

  （5） 当以上方法均无效时，可采用砂纸研磨的机械方法去除堵塞。此法可能会使研磨下的砂粒塞入液接界。造成永久性堵塞。