摘要:pH電極基本原理 

PH傳感器使用過(guò)程中注意事項(xiàng)

PH傳感器需要定期進(jìn)行校正，根據(jù)使用條件不同校正周期也不一樣，一般四到八周校正一次即可。校正時(shí)一般將探頭分別放入兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液中，兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液相差至少2 PH，如果校正失敗需要對(duì)探頭進(jìn)行清洗，一般情況將探頭放入1%-3%鹽酸溶液中浸泡1-5分鐘，再用清水沖洗，用軟布擦干凈。如果有油脂存在，用酒精擦洗。重新進(jìn)行校正，如果仍無(wú)法完成校正說(shuō)明探頭已壞，需要更換新探頭。探頭壽命一般為6個(gè)月到3年。

ph計(jì)維護(hù)保養(yǎng)相關(guān)問(wèn)題

一）保養(yǎng)pH 測(cè)量中使用的電極又稱(chēng)為原電池。原電池是一個(gè)系統(tǒng)，它的作用是使化學(xué)能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓被稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)（EMF）。此電動(dòng)勢(shì)（EMF）由二個(gè)半電池構(gòu)成。其中一個(gè)半電池稱(chēng)作測(cè)量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān)；另一個(gè)半電池為參比半電池，通常稱(chēng)作參比電極，它一般是與測(cè)量溶液相通，并且與測(cè)量?jī)x表相連。此二種電極之間的電壓遵循能斯特（NERNST）公式：

其中：E——電位E0——電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓R——氣體常數(shù)（8.31439焦耳/摩爾和℃ ）

T——開(kāi)氏絕對(duì)溫度（例：20 ℃ =273=293開(kāi)爾文）F——法拉弟常數(shù)（96493庫(kù)侖/當(dāng)量）

n——被測(cè)離子的化合價(jià)（銀=1，氫=1）aMe——離子的活度

標(biāo)準(zhǔn)氫電極是所有電位測(cè)量的參比點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)成的。由于氫電極做為參比電極在實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)，于是使用第二類(lèi)電極做為參比電極。其中最常用的便是銀/氯化銀電極。

最熟悉也是最常用的pH 指示電極。它是一支端部吹制上對(duì)于pH 敏感的玻璃膜的玻璃管。管內(nèi)充填有一定濃度的緩沖溶液。存在于玻璃膜內(nèi)外兩面的反映pH 值的電位差用Ag/AgCL傳導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)出。此電位差同樣遵循能斯特公式。

在能斯特公式中溫度“T”作為變量，作用很大。隨著溫度的上升，電位值將隨之增大。對(duì)于每1 ℃ 的溫度變化，將引起電位0.2mV/ pH 變化。則每1℃每1 pH 變化0.0033 pH 值。這也就是說(shuō)：對(duì)于20~30 ℃ 之間和7 pH 左右的測(cè)量來(lái)講，不需要對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償；而對(duì)于溫度＞30℃或＞20℃和pH值＞8pH 或6pH的應(yīng)用場(chǎng)合則必須對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。

PH計(jì),酸堿度計(jì)的分類(lèi):

人們根據(jù)生產(chǎn)與生活的需要，科學(xué)地研究生產(chǎn)了許多型號(hào)的PH計(jì),酸堿度計(jì)：

按測(cè)量精度上可分0.2級(jí)PH計(jì),酸堿度計(jì)、0.1級(jí)PH計(jì),酸堿度計(jì)、0.01級(jí)PH計(jì),酸堿度計(jì)或更高精度PH計(jì),酸堿度計(jì)

按儀器體積上分有筆式PH計(jì),酸堿度計(jì)（迷你型PH計(jì),酸堿度計(jì)）、便攜式PH計(jì),酸堿度計(jì)、臺(tái)式PH計(jì),酸堿度計(jì)還有在線(xiàn)連續(xù)監(jiān)控測(cè)量的在線(xiàn)式PH計(jì),酸堿度計(jì)。

根據(jù)使用的要求：

筆式PH計(jì),酸堿度計(jì)（迷你型PH計(jì),酸堿度計(jì)）與便攜式PH計(jì),酸堿度計(jì)一般是檢測(cè)人員帶到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用。

選擇PH計(jì),酸堿度計(jì)的精度級(jí)別是根據(jù)用戶(hù)測(cè)量所需的精度決定，而后根據(jù)用戶(hù)方便使用而選擇各式形狀的PH計(jì),酸堿度計(jì)。

影響pH值的關(guān)鍵電位有哪些？

我們來(lái)關(guān)注一下pH 測(cè)量中電位的來(lái)源，在pH 測(cè)量中，存在著一系列的不同電位，其中只有一個(gè)電位是人們所需要的（pH 電位）。這就要求其他的電位（“干擾電位"），即使不能相互抵消，也要十分穩(wěn)定，這樣才可能通過(guò)校表將它們補(bǔ)償?shù)?。如圖示：

電極的各個(gè)電位

E1——半電池電位（pH 電極，Ag/AgCL-KCL）

E2——內(nèi)緩沖液一玻璃膜內(nèi)表面電位

E3——玻璃膜不對(duì)稱(chēng)電位

E4——玻璃膜外表面的變化電位（pH 電位）

E5——流動(dòng)擴(kuò)散電位

E6——接界電位

E7——半電池電位（參比電極，Ag/AgCL-KCL）

pH 顯示值是上述電位的總和！

其中，E1、E2、E3、E7是電極制造時(shí)已形成的穩(wěn)定電位。不影響pH 測(cè)量。

受測(cè)量介質(zhì)影響的只有E4、E5、E6，若E4、E5、E6任一電位發(fā)生變化，則pH 顯示值均會(huì)發(fā)生變化！普通測(cè)量時(shí)，E4直接反映所測(cè)介質(zhì)的pH 值，E5、E6影響較小，而高純水pH 測(cè)量時(shí)，E5、E6影響是不容忽視的，是高純水pH 值測(cè)量不準(zhǔn)確的決定因素！是問(wèn)題的關(guān)鍵！

1．當(dāng)電極放入流通池中時(shí)，由于是純水，無(wú)導(dǎo)電離子，則E5、E6需要一定的時(shí)間才能穩(wěn)定下來(lái)，所以測(cè)量值的穩(wěn)定和響應(yīng)時(shí)間，則相對(duì)較長(zhǎng)。

2．而當(dāng)流速變化時(shí)，E5、E6已形成的平衡又遭到破壞，只有當(dāng)新的平衡再形成時(shí)，測(cè)量值才能穩(wěn)定下來(lái)。

3．對(duì)于E6還有一影響因素。即：E6受接界面積大小和擴(kuò)散方式的影響較大，如果E6的接界面積較大且擴(kuò)散穩(wěn)定，則接界電位小，E6穩(wěn)定，則pH 值穩(wěn)定！準(zhǔn)確！

1、pH玻璃電極的貯存

短期：貯存在pH＝4的緩沖溶液中；

長(zhǎng)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(yīng)時(shí)間加長(zhǎng)?？捎肅Cl4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(yán)重時(shí)，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(jié)構(gòu)漸進(jìn)變化有關(guān)。舊電極響應(yīng)遲緩，膜電阻高，斜率低。用氫氟酸浸蝕掉外層膠層，經(jīng)常能改善電極性能。若能用此法定期清除內(nèi)外層膠層，則電極的壽命幾乎是無(wú)限的。

4、參比電極的貯存

銀-氯化銀電極最好的貯存液是飽和氯化鉀溶液,高濃度氯化鉀溶液可以防止氯化銀在液接界處沉淀，并維持液接界處于工作狀態(tài)。此方法也適用于復(fù)合電極的貯存。

5、參比電極的再生

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

（1）浸泡液接界：用10％飽和氯化鉀溶液和90％蒸餾水的混合液，加熱至60～70℃，將電極浸入約5cm，浸泡20分鐘至1小時(shí)。此法可溶去電極端部的結(jié)晶。

（2）氨浸泡：當(dāng)液接界被氯化銀堵塞時(shí)可用濃氨水浸除。具體方法是將電極內(nèi)充洗凈，液放空后浸入氨水中10～20分鐘，但不要讓氨水進(jìn)入電極內(nèi)部。取出電極用蒸餾水洗凈，重新加入內(nèi)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(nèi)充液穿過(guò)液接界，除去機(jī)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(yīng)將電極冷卻到室溫。

（5）當(dāng)以上方法均無(wú)效時(shí)，可采用砂紙研磨的機(jī)械方法去除堵塞。此法可能會(huì)使研磨下的砂粒塞入液接界。造成永久性堵塞。

（二）檢查

1、玻璃電極的一般檢查方法

（1）檢查零電位

設(shè)置pH計(jì)在“mV”測(cè)量檔，將玻璃電極和參比電極一起插入pH＝6.86的緩沖溶液中，儀器的讀數(shù)應(yīng)大約為－50～50mV。

（2）檢查斜率

接（1），再測(cè)pH=4.00或pH=9.18的緩沖溶液的mV值，計(jì)算電極的斜率，電極的相對(duì)斜率一般應(yīng)復(fù)合技術(shù)指標(biāo)。

注意：1) 電極零電位值檢查方法僅對(duì)等電位點(diǎn)為7的玻璃電極而言。若玻璃電極的等電位點(diǎn)不為7時(shí)，則有所不同。

2) 對(duì)于有的pH計(jì)，標(biāo)定調(diào)節(jié)能夠達(dá)到要求時(shí)，上述檢查結(jié)果超出范圍不大時(shí)，電極任可使用。

3)對(duì)于有的智能pH計(jì)，可以直接查閱儀器標(biāo)定結(jié)果得到的零電位和斜率值。

2、參比電極的檢查方法

（1）內(nèi)阻檢查方法

采用實(shí)驗(yàn)室電導(dǎo)率儀，電導(dǎo)率儀電極插座一端接參比電極，另一端接一根金屬絲，將參比電極和金屬絲同時(shí)浸入溶液中，測(cè)得的內(nèi)阻應(yīng)小于10kΩ。如內(nèi)阻過(guò)大，說(shuō)明液接界有堵塞，應(yīng)進(jìn)行處理。

（2）電極電位檢查

取型號(hào)相同的一支好的參比電極和被測(cè)參比電極接入pH計(jì)的輸入兩端，然后同時(shí)插入KCl溶液（或pH=4.00的緩沖溶液），測(cè)得的電位差應(yīng)為－3～3mV，且電位變化應(yīng)小于±1mV。否則，應(yīng)該更換或再生參比電極。

（3）外觀檢查

銀－氯化銀絲應(yīng)該呈暗棕色，若呈灰白色則說(shuō)明氯化銀已部分溶解。