PH計原理和維護-文檔資料

1、1 PH簡介簡介2內(nèi)容內(nèi)容qPH計的原理分析計的原理分析qPH計使用十八問計使用十八問3PH計測量原理分析計測量原理分析q酸度計（也稱酸度計（也稱pH計）是用來測量溶液計）是用來測量溶液pH值的儀器。實驗值的儀器。實驗室常用的酸度計有雷磁室常用的酸度計有雷磁25型，型，PHS-2型和型和PHS-3型等。雖型等。雖然型號較多、結(jié)構(gòu)各異然型號較多、結(jié)構(gòu)各異.但它們的原理相同。面板構(gòu)造有刻但它們的原理相同。面板構(gòu)造有刻度指針顯示和數(shù)字顯示兩種。下面分別介度指針顯示和數(shù)字顯示兩種。下面分別介pHS 一一2C 型和型和pHS- 29 型酸度計。型酸度計。 酸度計測酸度計測pH 值的方法是電位測定法。值的

2、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（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，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（飽和甘汞電極（SCE）作參比電極，組成電池：）作參比電極，組成電池：4 玻璃電極玻璃電極I 待測待測pH 溶液溶液IISCE（+） 由于甘汞電極的電極電位不隨溶液由于甘汞電極的電極電位不隨溶液pH 值變化，在一值變化，在一定溫度下是一定值定溫度下是一定值t 而玻璃電極

3、的電極電位隨溶液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值的變化而改變，所以它們組成的電池電 動勢也只隨動勢也只隨溶液的溶液的pH值而變化。值而變化。 玻璃電極（圖玻璃電極（圖1）由）由Ag-AgCl 電極、鹽酸和特制的球電極、鹽酸和特制的球型玻璃膜構(gòu)成。將它插入待測溶液型玻璃膜構(gòu)成。將它插入待測溶液.其電極電位其電極電位 與溶與溶液液pH 值有下列關(guān)系值有下列關(guān)系 ：式中 G0為玻璃電極標(biāo)準(zhǔn)電位.R 為氣體常數(shù)，T 為開爾文溫標(biāo)，F(xiàn) 為法拉第常數(shù) 5q飽和甘汞電極（飽和甘汞電極（SCE）（圖）（圖2）由汞、甘汞糊、飽和）由汞、甘汞糊、飽和KCl 溶液構(gòu)。一定溫度下

4、飽和溶液構(gòu)。一定溫度下飽和KCl溶液的濃度為一定溶液的濃度為一定值值.故飽和甘汞電極的電位中故飽和甘汞電極的電位中 也為一定值也為一定值.298K 時為時為0.2412V。將玻璃電極和飽和甘汞電極插入溶液組成。將玻璃電極和飽和甘汞電極插入溶液組成原電池原電池.電池的電動勢為：電池的電動勢為： 由上式可知，由上式可知，E與與PH呈線性關(guān)系。只要測得呈線性關(guān)系。只要測得E便可求便可求出出PH。由于。由于 G0 是未知的，所以實際應(yīng)用中應(yīng)該用與是未知的，所以實際應(yīng)用中應(yīng)該用與待測溶液待測溶液PH值相近的標(biāo)準(zhǔn)液定位。值相近的標(biāo)準(zhǔn)液定位。6q在原電池中標(biāo)準(zhǔn)溶液給出的電動勢為：在原電池中標(biāo)準(zhǔn)溶液給出的電動

5、勢為： 78PH計十八問計十八問 什么是水的什么是水的pH值？它有什么意義？值？它有什么意義？ pH值是水溶液最重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)值是水溶液最重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)象，化學(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與象，化學(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與pH值有關(guān)，因此，在工業(yè)、農(nóng)值有關(guān)，因此，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量pH值。值。 水的水的pH值是表值是表示水中氫離子活度的負對數(shù)值，表示為：示水中氫離子活度的負對數(shù)值，表示為： pH= - lg aH+ pH值值有時也稱氫離子指數(shù)，由于氫離子活度的數(shù)值勤往往很小，在有時也稱氫離子指數(shù)，

6、由于氫離子活度的數(shù)值勤往往很小，在應(yīng)用很不方便，所以就用應(yīng)用很不方便，所以就用pH值之一概念來作為水溶液酸性、堿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(shù)值能夠表示出酸性、性的判斷指示。而且，氫離子活度的負對數(shù)值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量級的大小，這樣應(yīng)用起來就十分方便，堿性的變化幅度的數(shù)量級的大小，這樣應(yīng)用起來就十分方便，并由此得到：并由此得到： 中性水溶液，中性水溶液，pH= - lg aH+=-lg10-7=7 酸酸性水溶液，性水溶液，pH7，pH值越大，表示堿性越強。值越大，表示堿性越強。9什么是什么是pH標(biāo)度？標(biāo)度？ pH測量是一種相對測量，它僅僅

7、指示標(biāo)準(zhǔn)溶液與未測量是一種相對測量，它僅僅指示標(biāo)準(zhǔn)溶液與未知溶液之間的知溶液之間的pH差別，實際測量時，需要用標(biāo)準(zhǔn)緩沖差別，實際測量時，需要用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液定期進行校準(zhǔn)。因此，為了達到量值的一致，必溶液定期進行校準(zhǔn)。因此，為了達到量值的一致，必須建立須建立pH標(biāo)度。標(biāo)度。pH標(biāo)度范圍定為標(biāo)度范圍定為014pH，pH標(biāo)度標(biāo)度的量值由基準(zhǔn)緩沖溶液的的量值由基準(zhǔn)緩沖溶液的pHs值確定。因此，值確定。因此，pH標(biāo)度標(biāo)度的含義可表達為：根據(jù)的含義可表達為：根據(jù)pH定義，在定義，在014pH范圍內(nèi)選范圍內(nèi)選擇若干個擇若干個pH緩沖溶液作為緩沖溶液作為pH標(biāo)度的固定點，并且采標(biāo)度的固定點，并且采用當(dāng)代技術(shù)能達

8、到的最準(zhǔn)確的方法測定它們的用當(dāng)代技術(shù)能達到的最準(zhǔn)確的方法測定它們的pHs值。值。國際上有二種國際上有二種pH標(biāo)度，即多種基準(zhǔn)標(biāo)度，即多種基準(zhǔn)pH標(biāo)度和單種基標(biāo)度和單種基準(zhǔn)準(zhǔn)pH標(biāo)度，中國采用多種基準(zhǔn)標(biāo)度，中國采用多種基準(zhǔn)pHs標(biāo)度。標(biāo)度。10 pH測量一定要標(biāo)定校準(zhǔn)嗎？測量一定要標(biāo)定校準(zhǔn)嗎？ pH測量通常有比色法（測量通常有比色法（pH試紙或比色皿）和電極法試紙或比色皿）和電極法二種。比色法當(dāng)然不要標(biāo)定，而電極法就一定要標(biāo)定，二種。比色法當(dāng)然不要標(biāo)定，而電極法就一定要標(biāo)定，因為電極法因為電極法pH測量就是將未知溶液與已知測量就是將未知溶液與已知pHs值的標(biāo)值的標(biāo)準(zhǔn)溶液在測量電池中作用比較測定，

9、這是電極法準(zhǔn)溶液在測量電池中作用比較測定，這是電極法pH測測量的量的“操作定義操作定義”所決定的。所決定的。11什么是什么是pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液？它有哪些特點？標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液？它有哪些特點？ pH緩沖溶液是一種能使緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。如果值保持穩(wěn)定的溶液。如果向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿，以及將溶液適當(dāng)稀釋，這學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿，以及將溶液適當(dāng)稀釋，這個溶液的個溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變，這種能對抗少量酸或值基本上穩(wěn)定不變，這種能對抗少量酸或堿或稀釋，而使堿或稀釋，而使pH值不易發(fā)生變化的溶

10、液就稱為值不易發(fā)生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。緩沖溶液。 pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液具有以下特點：標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液具有以下特點： 標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值是已知的，并達到規(guī)定的準(zhǔn)確度。值是已知的，并達到規(guī)定的準(zhǔn)確度。 標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值有良好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性，具有較值有良好的復(fù)現(xiàn)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(shù)。大的緩沖容量，較小的稀釋值和較小的溫度系數(shù)。 溶液的制備方法簡單。溶液的制備方法簡單。12如何配制如何配制pH緩沖溶液？緩沖溶液？ 對于一般的對于一般的pH測量，可使用成套的測量，可使用成套的pH緩沖試劑（可緩沖試劑（可配制配制250ml），配制溶液時，應(yīng)使用

11、去離子水，并預(yù)），配制溶液時，應(yīng)使用去離子水，并預(yù)先煮沸先煮沸1530分鐘，以除去溶解的二氧化碳。剪開塑分鐘，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，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，再倒入并沖洗包裝袋，再倒入250ml容量瓶中，稀釋至刻度，容量瓶中，稀釋至刻度，充分搖勻即可。充分搖勻即可。13 如何正確保存和使用如何正確保存和使用pH緩沖溶液？緩沖溶液？ 緩沖溶液配制后，應(yīng)裝在玻璃瓶或聚乙稀瓶中（堿性的緩沖溶液配制后，應(yīng)裝在玻璃瓶或聚乙稀瓶中（堿性的pH緩沖緩沖液如液如pH9.18、pH10.01、pH12.46等，應(yīng)裝在聚乙稀瓶中

12、）瓶等，應(yīng)裝在聚乙稀瓶中）瓶蓋嚴(yán)密蓋緊，在冰箱中低溫（蓋嚴(yán)密蓋緊，在冰箱中低溫（5-10）保存，一般可使用二個）保存，一般可使用二個月左右，如發(fā)現(xiàn)有混濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象，不能繼續(xù)使用。月左右，如發(fā)現(xiàn)有混濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象，不能繼續(xù)使用。使用時，應(yīng)準(zhǔn)備幾個使用時，應(yīng)準(zhǔn)備幾個50ml的聚乙稀小瓶，將大瓶中緩沖溶液倒的聚乙稀小瓶，將大瓶中緩沖溶液倒入小瓶中，并在環(huán)境溫度下放置入小瓶中，并在環(huán)境溫度下放置12小時，等溫度平衡后再使用。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)境條件下可以使用的環(huán)境條件下

13、可以使用23天，一般天，一般pH7.00、pH6.86及及pH4.00三種溶液使用時間可以長一些，三種溶液使用時間可以長一些，pH9.18和和pH10.01溶液溶液由于吸收空氣中的由于吸收空氣中的CO2，其，其pH值比較容易變化值比較容易變化.14pH緩沖溶液有何用途？緩沖溶液有何用途？ pH測量前標(biāo)定校準(zhǔn)測量前標(biāo)定校準(zhǔn)pH計。計。 用以檢定用以檢定pH計的準(zhǔn)確性，例如用計的準(zhǔn)確性，例如用pH6.86和和pH4.00標(biāo)標(biāo)定定pH計后，將計后，將pH電極插入電極插入pH9.18溶液中，檢查儀器溶液中，檢查儀器顯示值和標(biāo)準(zhǔn)溶液的顯示值和標(biāo)準(zhǔn)溶液的pHs值是否一致。值是否一致。 在一般精度測量時檢查

14、在一般精度測量時檢查pH計是否需要重新設(shè)定。計是否需要重新設(shè)定。pH計標(biāo)定并使用后也許會產(chǎn)生漂移或變化，因此在測試計標(biāo)定并使用后也許會產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)緩沖液中，前將電極插入與被測溶液比較接近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液中，根據(jù)誤差大小確定是否需要重新標(biāo)定。根據(jù)誤差大小確定是否需要重新標(biāo)定。 檢測檢測pH電極的性能。電極的性能。15 使用瓶裝的使用瓶裝的pH緩沖溶液有什么優(yōu)點？緩沖溶液有什么優(yōu)點？ 在在pH計經(jīng)銷商處一般還有用聚乙稀塑料瓶瓶裝的計經(jīng)銷商處一般還有用聚乙稀塑料瓶瓶裝的pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液銷售。它和用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液銷售。它和用pH緩沖試劑自己配制的緩緩沖試劑自

15、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，因沖溶液比較，由于它其中添加了顯色劑和防腐劑，因此不同此不同pH值的緩沖液有不同的顏色，使用時不易搞錯，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(zhì)，保存期可長達一年，并且在常溫下保存不會發(fā)霉變質(zhì)，保存期可長達一年，因此使用特別方便。有因此使用特別方便。有pH4.00、pH6.86、pH7.00、pH9.18、pH10.01五種，并有五種，并有500ml大瓶和大瓶和50ml小瓶小瓶二種規(guī)格。二種規(guī)格。16什么是什么是pH指示電極？指示電極？ 對溶液中氫離子活度有響應(yīng)，電極電位隨之而變化的對溶液中氫離子活度有響應(yīng)，電極

16、電位隨之而變化的電極稱為電極稱為pH指示電極或指示電極或pH測量電極。測量電極。pH指示電極有指示電極有氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種，但最常用的是玻氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種，但最常用的是玻璃電極。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(nèi)充入內(nèi)參比溶液，插入內(nèi)參比電極（一般狀，球泡內(nèi)充入內(nèi)參比溶液，插入內(nèi)參比電極（一般用銀用銀/氯化銀電極），用電極帽封接引出電線，裝上插氯化銀電極），用電極帽封接引出電線，裝上插口，就成為一支口，就成為一支pH指

17、示電極。市場銷售的最常用的指示電極。市場銷售的最常用的pH指示電極是指示電極是231玻璃玻璃pH電極。單獨一支電極。單獨一支pH指示電指示電極是無法進行測量的，它必須和參比電極一起才能測極是無法進行測量的，它必須和參比電極一起才能測量。量。17什么是參比電極？什么是參比電極？ 對溶液中氫離子活度無響應(yīng)，具有已知和恒定的電極對溶液中氫離子活度無響應(yīng)，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、電位的電極稱為參比電極。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀甘汞電極和銀/氯化銀電極等電極等幾種。最常用的是氯化銀電極等電極等幾種。最常用的是甘汞電極和銀甘汞電極和銀/氯化銀。參比電

18、極在測量電池中的作用氯化銀。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(shù)小，有電流通過的要求是電勢穩(wěn)定、重視，溫度系數(shù)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時極化電勢小。市場銷售的常用的參比電極為232參參比電極。比電極。18什么是什么是pH復(fù)合電極？復(fù)合電極？ 將將pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為pH復(fù)合電極。外殼為塑料的就稱為復(fù)合電極。外殼為塑料的就稱為塑殼塑殼pH復(fù)合電極。外殼為玻璃的就稱為玻璃復(fù)合電極。外殼為玻璃的

19、就稱為玻璃pH復(fù)合電極。復(fù)合電極的最大優(yōu)點是合二復(fù)合電極。復(fù)合電極的最大優(yōu)點是合二為一，使用方便。為一，使用方便。pH復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)主要由電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)主要由電極球泡、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、插口等組成。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、插口等組成。 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0.10.2mm左左右，電阻值右，電阻值250兆歐（兆歐（25）。）。 玻璃支持管：是支

20、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(shù)應(yīng)與電極球泡玻璃一致。數(shù)應(yīng)與電極球泡玻璃一致。 內(nèi)參比電極：為銀內(nèi)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(shù)小。系數(shù)小。 內(nèi)參比電極：零電位為內(nèi)參比電極：零電位為7pH的內(nèi)參比溶液，是中性磷酸鹽和氯化鉀的混合溶液，玻璃的內(nèi)參比溶液，是中性磷酸鹽和氯化鉀的混合溶液，玻璃電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的pH值，主要取決于內(nèi)參比溶液的值，主要取

21、決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子值及氯離子濃度。濃度。 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。塑壓成型。 外參比電極：為銀外參比電極：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(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。 外參比溶液：為外參比溶液：為3.3mol/L的氯化鉀凝膠電解質(zhì)，不易流失，無需添加。的氯化鉀凝膠電解質(zhì)，不易流失，無需添加。 砂芯液接界：液接界是構(gòu)通外參比溶液和被測溶液的

22、連接部件，要求滲透量穩(wěn)定。砂芯液接界：液接界是構(gòu)通外參比溶液和被測溶液的連接部件，要求滲透量穩(wěn)定。 電極導(dǎo)線：為低噪音金屬屏蔽線，內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。電極導(dǎo)線：為低噪音金屬屏蔽線，內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。19 12.不同的不同的pH敏感玻璃膜有何區(qū)別？敏感玻璃膜有何區(qū)別？ 從形狀上看，從形狀上看，pH敏感玻璃膜可以制作成球形、圓柱形、平敏感玻璃膜可以制作成球形、圓柱形、平面形和尖錐形等各種不同的外形，主要是為了和被測介質(zhì)面形和尖錐形等各種不同的外形，主要是為了和被測介質(zhì)的形態(tài)吻合。如球形和圓柱形，主要用于液體介質(zhì)；平面的形態(tài)吻合。如球形和圓柱形，

23、主要用于液體介質(zhì)；平面形主要用于含水的半固體介質(zhì)，如皮膚、肉類、皮革、紙形主要用于含水的半固體介質(zhì)，如皮膚、肉類、皮革、紙張等；尖錐形主要用于刺入介質(zhì)內(nèi)部測量，如土壤、水果張等；尖錐形主要用于刺入介質(zhì)內(nèi)部測量，如土壤、水果等。從成分組成看區(qū)別就更大了，有用于常規(guī)使用的敏感等。從成分組成看區(qū)別就更大了，有用于常規(guī)使用的敏感玻璃膜，有用于高溫使用的敏感玻璃膜，有用于強酸或強玻璃膜，有用于高溫使用的敏感玻璃膜，有用于強酸或強堿使用的敏感玻璃膜，有用于高溫蒸汽消毒（堿使用的敏感玻璃膜，有用于高溫蒸汽消毒（130）的）的敏感玻璃膜，以及用于低溫和低離子強度的敏感玻璃膜等敏感玻璃膜，以及用于低溫和低離子強度的敏感玻璃膜等等。有些等。有些pH測試不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定與測試不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定與pH敏感玻璃膜的選擇敏感玻璃膜的選擇不當(dāng)有很大關(guān)系。不當(dāng)有很大關(guān)系。20 13.不同的參比電極有何區(qū)別？何謂毛細管參比電極？不同的參比電極有何區(qū)別？何謂毛細管參比電極？ 常用的參比電極有甘汞電極和銀常用的參比電極有甘汞電極和銀/氯化銀電極二類。甘汞電氯化銀電極二類。甘汞電極具有電勢穩(wěn)定、重現(xiàn)性好的優(yōu)點，但也有溫度滯后性大，極具有電勢穩(wěn)定、重現(xiàn)