ph计(酸度计)的校正处理

酸度计广泛应用于农业生产、化轻工业、环境监测、医药、食品科学等研究领域中需要检测水溶液的酸碱度(pH)值的场合，以pH值表示的酸度是一个重要的物化特性参数，如各种溶液的pH值和测量电极(mV)值。此外，酸度计测量还广泛应用于生物、医学环境分析和海洋调查等方而，因此，酸度计性能的好坏将直接影响仪器分析结果的准确性。

任何物质的水溶液，离子与OHˉ离子之间均存在着互相依存、互相制约的关系。溶液所呈现的酸碱度，可山溶液中H'离子与Hˉ离子浓度的大小来决定。索伦森(Sorewsen..S.P.L)于1909年首先提出了用来表示溶液的酸度，并称此值值。
    pH是表征溶液中氢离子活度大小的量度。PH值的意义为:式(1)中:  一规定的氢离子活度(质量摩尔标度);        —氢离子的质量摩尔浓度，md/kg;         —氢离子的活度系数。

阿累尼鸟斯( Amhenius S A)于1887年提出:在水溶液中产生氢离子的物质叫酸，而在水溶液中产生氢氧离子OHˉ的物质叫碱。通常我们采用pH值来表示溶液的酸碱度:pH=7时溶液为中性，pH<7时为酸性，pH>7时为碱性。

PH值的测量方法主要有两种:比色法和电测法。测量范围为0～14 pH。比色法是通过pH试纸颜色的变化来测量溶液的pH值，是采用有些指示剂在不同的酸碱度下能呈现变化或变化为不同颜色这一特性来测量溶液酸碱度的一种方法。它方便、快捷，但会受到溶液本身颜色或蛋白质等物质的干扰而被限制采用，只适用于分辨力大于0.5  pH值的测量;而对于分辨力小于0.5  pH的测量，我们均采用电计测法即用酸度计进行。这里主要介绍这种测量方法。

酸度计是根据pH实用定义采用氢离子选择性电极测量水溶液pH值的一种广泛使用的化学分析仪器，是用其电势法测量pH值。其原理是:当一个氢离子可逆的指示电极和一个参比电极同时浸入在某一溶液中组成原电池(参比电极电位原则是不变的，并应已知)，在一定的温度下产生一个电动势，这个电动势与溶液的氢离子活度有关，而与其它离子的存在关系很小。25℃下液相中氢离子活度为1 mol/kg，气相氢气压为 ( 1个大气压)，这时的氢电极被称为标准氢电极，它的电极电势为零。任何电极的电势都可以依据这个标准氢电极来度量。将待测电极与标准氢电极连接，温度控制在25℃,所测的电池电动势称为标准电极电势。因此，待测溶液pH的变化可以直接表示为它所构成的电池电动势的变化:
 

由式(2)可知，测得电池电动势后，可以计算出溶液的pH值。pH值的数值跟产生的电动势电压(一般±500 mV以内)有很大的关系。目前广泛使用的pH计就是根据这一原理而设计的。

目前大多数实验室使用的酸度计是0.0l级别的，以下主要介绍这一级别的校正。以雷磁pHS-25型数显酸度计，使用的玻璃电极和参比电极组合在一起的塑壳可充式复合电极为例。校正前把酸度计和仪器校正配套使用的pH标准溶液(可用一级pH标准物质配置的溶液)放在室温为10～30℃，相对湿度为50 %～85%的环境下，恒温24 h以上。校正主要包括电计部分和电极。

a)酸度计电计部分的校正

首先对仪器的外观进行检查，然后校正酸度计电计示值部分，用酸度计检定仪或直流电位差计等标准直流电位仪器(量程不小于1 V，其准确度应高于被检电计测量准确度的5倍)。将电位差计和酸度计电计部分连接好后，调节电位差计使其示值为零，并把电计的斜率调到*大，温度补偿器旋至25℃位置，调节定位旋钮使电计示值为pH 7。用电位差计向电计输入与电计各标称pH值相应的电位值。根据木人的检测经验，这个电位值与pH值有相应的关系，如表1所示。

电计示值部分校正结束后，对电计输入电流进行校正，是在电计示值为pH 7时，串联比1 000MΩ大的电阻，得出电计的示值变化量。电计输入阻抗引起的示值误差是电位差计向电计输入354.942 mV(相当于6 pH单位)的电位值，在接通和端开1 000 MΩ的电阻时仪器的变化量。电计示值重复性的校正是在接通1 000 MΩ的电阻时，电位差计向电计输入177.471 mV相当于3 pH单位)的电位值，仪器的示值变化量即为重复性。*后校正电计温度补偿器的示值误差，可在不同的温度卜向电计输入不同的电压(相当于6 pH中一位)的电位值，观察示值与13 pH中一位的差别。不同的温度与电压有相应的关系，如表2所示。

b)酸度计电极的校正

电计部分校正符合要求后，校正电极部分，同时准备好校正时使用的蒸馏水或去离子水和滤纸等物品。目前标准溶液有7种，在我国一般使用以下3种溶液:1)邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)  4.003pH; 2)混合磷酸盆(Na2HPO4)  6.864 pH; 3)硼砂(Na2B4O7· l0H2O)   9.182 pH(以上pH值在25℃时)。在恒温时把电极用蒸馏水清洗干净，并用烧杯装上蒸馏水，浸泡电极部分，使电极部分的残留杂质充分溶解。

校正时要把仪器的斜率调到*大，并拨开电极上部的橡胶塞，使小孔露出，否则在进行校正时，会产生负压，泞致溶液不能正常进行离子交换，会使测量数据不准确。将电极从装蒸馏水的烧杯中拿出来，用滤纸把电极上残留的蒸馏水吸干。再将电极放进装有混合磷酸盆的烧杯内，等待15 min以上，然后调整仪器上的定位旋钮，使仪器显示6.86pH，这是先给仪器定基准点。定好基准点后把电极从装混合磷酸1hm,_烧杯内拿出，用蒸馏水洗净电极，并放在装有蒸馏水的烧杯内，等待3 min左右，使混合磷酸1hm,_的残留部分溶解。稍后把电极从装蒸馏水的烧杯内拿出来，并用滤纸把电极上残留的蒸馏水吸干。然后将电极放进装有邻苯二甲酸氢钾或硼砂的溶液中，等待15 min以上，观察仪器显示是否为4.00或9.18 pH。如果不是就要调节仪器上的斜率旋钮，使仪器显示为4.00或9.18 pH,这就是常用的二点校正。如果需要三点校正，就将另外一种溶液，按上而的步骤多操作一遍就行。这就是酸度计的校正方法。

校正完后塞回橡胶塞，如果暂时不使用，记住要在装电极的保护套内装上饱和溶液使电极保持湿润，这样可以延长电极的寿命和降低电极的不对称电位。电极有使用期限，且属于易碎品，因此，各个实验室需经常史换电极，不要以为使用中电极没坏就不史换。复合电极使用前首先检查玻璃球泡是否有裂痕、破碎，如果没有，用pH缓冲溶液进行两点标定时，定位与斜率旋钮均可调节到对应的pH值时，一般认为可以使用，否则可按使用说明书进行电极活化处理。活化方法是在4%氟化氢溶液中浸3～5 s左右，取出用蒸馏水进行冲洗干净;然后在0.1 mol/L的盆酸溶液中浸泡数小时后，用蒸馏水冲洗干净，再进行标定。对于非封闭复合型电极，里而的溶液如果<1/3，需加外参比溶液即3mol/L氟化钾溶液。如果氟化钾溶液超出小孔位置，则把多余的氟化钾溶液甩掉，并检查溶液是否有气泡，如有气泡就要轻弹电极，把气泡完全赶出.以免造成测量数据不准确。