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pH计精通使用-达人攻略14问

刘彦刚

2022/05/13

仪器检定/校准/计量

pH计精通使用-达人攻略14问
分析圈 2022-05-10 22:21

pH计，是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值，配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值，pH计被广泛应用于环保、污水处理、科研、制药、发酵、化工、养殖、自来水等领域。该仪器也是食品厂、饮用水厂办SC、HACCP等认证中的必备检验设备。

1.什么是pH标准缓冲溶液？它有哪些特点？pH缓冲溶液是一种能使pH值保持稳定的溶液。如果向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱，以及将溶液适当稀释，这个溶液的pH值基本上稳定不变，这种能对抗少量酸碱或大或稀释，而使pH值不变化的溶液就称为缓冲溶液。

pH标准缓冲液有以下特点：

（1）标准溶液的pH值是已知的，并达到规定的准确度；

（2）标准溶液的pH值有良好的复现性和稳定性，具有较大的缓冲容量，较小的稀释值和较小的温度系数；

（3）溶液的制备方法简单。

2.如何配制pH标准缓冲溶液？对于一般pH测量，可使用成套的pH组冲试剂（可配制250mL），配制溶液时，应使用去离子水，并预先煮沸15～30分钟，以除去溶解的二氧化碳。剪开塑料袋将试剂倒入烧杯中，用适量去离子水使之溶解，并冲洗包装袋，再倒入250mL容量瓶中，稀释至刻度，充分摇匀即可。

3.如何正确保存和使用pH缓冲溶液？缓冲溶液配制后，应装在玻璃瓶或聚乙烯瓶中（碱性pH缓冲液，如，pH=9.18、pH=10.01、pH=12.46等，应装在聚乙烯瓶中）瓶盖严密盖紧，在冰箱中低温(5～10℃)保存，一般可使用六个月左右，如发现有混频器浊，发霉或沉淀现象，不能继续使用。使用时，应准备几个50mL的聚乙烯小瓶，将大瓶中的组冲溶液倒入小瓶中，并在环境温度下放置1～2个小时，等温度平衡后再使用。使用后不得再倒入大瓶中，以免污染，瓶中的缓冲溶液在＞10℃的环境条件下可以使用2～3天，一般pH=7.00、pH=6.86、pH=14.00三种溶液使用时间可以长一些，pH=9.18和pH=10.01溶液由于吸收空气中的二氧化碳，其pH值比较容易变化，使用时间较前者要短。

4.pH缓冲溶液有何用途？

（1）pH测量前标定校准pH计。

（2）用以检定pH计的准确性，例如，用pH=6.86和pH=14.00，标定pH计后，将pH电极插入pH=9.18溶液中，检查仪器显示值和标准溶液的pH值是否一致。

（3）在一般精度测量时检查pH计是否需要重新标定。pH计标定并使用后也许会产生漂移或变化，因此在测试前将电极插入与被测溶液比较接近的标准缓冲液中，根据误差大小确定是否需要重新标定。

（4）检测pH电极的性能。

5.pH电极为何要浸泡？如何正确浸泡pH复合电极？

pH电极使用前必须浸泡，因为，pH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表有一很薄的凝胶层，它只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的氢离子有良好的影响。同时，玻璃电极经过浸泡，可以使不对称电势大大下降并趋向稳定。pH玻璃电极一般可以用蒸馏水或pH=4的缓冲溶液浸泡。通常用pH=4缓冲溶液浸泡更好一些，浸泡时间至24小时或更长，根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。同时，参比电极的液接界也需要浸泡。因为，如果液接界干涸会使液接界电势增大或不稳定，参比电极的浸泡液必须和参比电极的外参比溶液一致，即，3.3mol/L的KCl溶液或饱和KCl溶液，浸泡时间一般几小时即可。因此，对pH复合电极而言，就必须浸泡在含KCl的pH=4缓冲液中，这样才能对玻璃球泡和液接界同时起作用。这里要特别提醒注意，因为过去人们使用单支的PH玻璃电极已习惯于用去离子水或pH=4组冲液浸泡，后来使用pH复合电极时依然采用这样的浸泡方法，甚至在一些不正确的pH复合电极的使用说明书中也会进行这种错误的指导。这种错误的浸泡方法引起的直接后果就是使一支性能良好的pH复合电极就成一支响应慢、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，液接界内部（例如，砂芯内部）的KCl浓度已大大降低了，使液接界电势增大和不稳定。当然，只要在正确的浸泡溶液中重新浸泡数小时，电极还是会复原的。另外，pH电极也不能浸泡在中性或碱性缓冲溶液中，长期浸泡在此类溶液中会使PH玻璃膜响应迟钝。正确的pH电极浸泡液的配制：取pH=4.00缓冲剂（250mL）一包，溶于250mL纯水中，再加入56克分析纯KCl，适当加热，搅拌至完全溶解即成。

6.可充式和非可充式pH复合电极有何区别？pH复合电极外壳有塑料和玻璃的区分。可充式pH复合电极即在电极外壳上有一加液孔，当电极的外参比溶液流失后，可将加液孔打开，重新补充KCl溶液。而非可充式pH复合电极内装凝胶状KCl，不易流失也无加液孔。可充式pH复合电极的特点是参比溶液有较高的渗透速度率，液接界电位稳定重现，测量精度较高。而且当参比电极减少或受污染后可以补充或更换KCl溶液，但缺点是使用较麻烦。可充式pH复合电极使用时应将加液孔打开，以增加液体压力，加速电极响应，当电介液液面低于加液孔2厘米时，应及时补充新的电介液。非可充pH复合电极的特点是维护简单使用方便，因此，也得到广泛的应用。但作为实验室pH电极极使用时，在长期和边续的使用条件下，液接界处的KCl浓度会减少，影响测试精度。因此非可充式pH复合电极不用时，应浸在电极浸泡液中，这样下次测试时电极性能会很好，而部分实验室pH电极都不是长期和边续的测试，因此，这种结构对精度的影响是比较小的。而工业的pH复合电极由于对测试精度的要求比较低，所以使用方便就成为主要的选择。

7.如何正确使用pH复合电极？

（1）球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去。

（2）电极从浸泡瓶中取出后，应在去离子水中晃动并甩干，不要用纸巾擦拭球泡，否则由于静电感应电荷转移到玻膜上，会延长电势稳定的时间，更好的方法是使用被测溶液冲洗电极。

（3）pH复合电极插入被测溶液后，要搅拌晃动几下再静止放置，这样会加快电极的响应。尤其使用塑壳pH复合电极时，搅拌晃动要厉害一些，因为，球泡和塑壳之间会有一个小小的空腔，电极浸入溶液后有时空腔中的气体来不及排除会产生气泡，使球泡或液接界与溶液接角不良，因此必须用力搅拌晃动以排除气泡。

（4）在粘稠性试样中测试之后，电极必须用去离子水反复冲洗多次，以除去粘附在玻璃膜上的试样。有时还需先用其它试剂洗去试样，再用水洗去溶剂，浸入浸泡液中活化。

（5）避免接触强酸强碱或腐蚀性溶液，如果测试此类溶液，应尽量减少浸入时间，用后仔细清洗干净。

（6）避免在无水乙醇、浓硫酸等脱水性介质中使用，它们会损坏球泡表面的水合凝胶层。

（7）塑壳pH复合电极的外壳材料是聚碳酸酯塑料（PC）PC塑料在有些溶剂中会溶解，如四氯化碳、三氯乙烯、四氢呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，就会电极外壳，此时应改用玻璃外壳的pH复合电极。

8.pH电极如何清洗？球泡和液接界污染后先用以下溶剂清洗，再用去离子水洗去溶剂，将电极浸入浸泡液中活化。污染物清洗剂无机金属氧化物低于1mol/L稀酸有机油脂类物质稀洗涤剂（弱酸性）树脂高分子物质稀酒精、丙酮、乙醚蛋白质血球沉淀物酸性酶溶液（食母生片）颜料类物质稀漂白液、过氧化氢

9.如何修复pH电极？pH复合电极的“损坏”，其现象是敏感梯度降低、响应慢、读数重复性差，可能由以下三种因素引起，一般客户可以采用适当的方法予以修复：

（1）电极球泡和液接界受污染：可以用细的毛刷、棉花或牙签等，仔细去除污物。有些塑壳电极头部的保护罩可以旋下，清洗就方便了，如污染严重，可按第8条的方法用清洁剂清洗。

（2）外参比溶液受污染；有些电极的结构是可添加溶液的，此时，可用针筒将电极的外参比溶液抽净，配制新的3.3mol/L或饱和KCl溶液，再加进去，注意第一、二次加进去时再要抽出来，以便将电极内腔清洗净。

（3）玻璃敏感膜老化：将电极球泡用0.1mol/L稀盐酸（9mL盐酸用纯水稀释至100mL）浸泡24小时用纯水洗净，再用电极浸泡溶液浸泡24小时。如果钝化比较严重，也可以将电极下端浸泡在45的氢氟酸溶液中3～5秒钟（溶液配制：4mL氢氟酸用纯水稀释至100mL），用纯水洗净，然后，在电极浸泡溶液中浸泡24小时，使其恢复性能。

10.什么是pH计的一点校准？任何一种pH计都必须经过pH标准溶液的校准后才可测量样品的pH值，对于测量精度在0.1，pH以下的样品，可以采一点校准方法调整仪器，一般选用pH=6.86或pH=7.00标准缓冲溶液。有些仪器本身只0.2pH或0.1pH，因此仪器只设有一个定位调节旋扭，具体操作步聚如下：

（1）测量标准缓冲液温度，查表确定该温度下的pH值，将温度补尝旋钮调节至该温度下；

（2）用纯水冲洗电极并甩干；

（3）将电极浸入缓冲溶液晃动后静止放置，待读数稳定后，调节定位旋钮使仪器显示该标准溶液的pH值；

（4）取出电极冲洗并甩干；

（5）测量样吕温度，并将pH计温度补偿旋钮调节至该温度值；

（6）将电极浸入样品溶液，晃动后静止放置，显示稳定后读数。

11.什么是pH计的二点校准?对于精密级的pH计，除了设有“定位”和“温度补偿”调节外，还设电极“斜率”调节，它就需要用二种标准缓冲液进行校准。一般先以pH=6.86或pH=7.00进行“定位”校准，然后根据测试溶液的酸碱情况，选用pH=4.00（酸性）或pH=9.18或pH=10.01(碱性)缓冲溶液进行“斜率校正，具体操作步聚为：

（1）电极极洗净并甩干，浸入pH=6.86或pH=7.00标准溶液中，温度补偿旋钮置于溶液温度处。待示值稳定后，调节定位旋钮使仪器示值为标准溶液的pH值。

（2）取出电极洗净并甩干，浸入第二种标准溶液。待示值稳定后，调节仪器斜率旋钮，使仪器的示值为第二种标准溶液的pH值。

（3）电极极洗净并甩干，再浸入pH6.86或pH7.00标准溶液中，如果误差超过0.02pH，则重复第（1），（2）步聚。直至在二种标准溶液中不需要调节旋钮都能显示正确的PH值。

（4）取出电极洗净并甩干，将pH温度补偿旋钮调节至样品温度，将电极浸入样品溶液，晃动后静止放置，显示稳定.温度对pH精度测量有多大影响？

对pH电极，温度影响每一个pH为0.003pH/℃，例如，一个0.2级的pH计，在30℃pH缓冲液中进行校准，然后测试60℃的溶液(假定溶液的pH范围在pH6～8之间与pH7.00相差一个pH单位)，则温度影响的最大误差就是30×0.003=0.09pH。如果是3个pH单位(在pH4～10范围内)，最大误差就是0.27pH，从中可以看出温度对pH的影响是很大的。当然，我们也可以从中得出结论，为了减少温度对pH测量的误差，我们该注意以下三点：

（1）尽量选择接近被测溶液pH值的缓冲溶液校准pH计。

（2）尽量使校准溶液的温度与被测溶液的温度一致或接近。

（3）应该选择有温度补偿的pH计。精度高于0.1pH的pH计都有温度补偿调节，而0.2级的pH计就不带有温度补偿。有些0.2级的pH计也号称有0.1级的精度，其实这是不可能的，有人是将分辨率0.1pH和精度0.1pH这二个概念进行了混淆。即使以一个pH单位来说，相隔60℃的pH误差就是0.003×60=0.18pH，因此，没有温度补偿的pH计，最高的精度也只有0.2pH。

13.温度补偿能消除所有温度引起的误差吗?

必须特别指出的是，pH计上设置的温度补偿，只是补偿电极的斜率项（2.303RT/F）。受温度影响的还有玻璃电极的标准电势，液接界电势等，它们与温度并非成严格的线性关系。同时，pH电极也需要一定的时间才能达到新温度下的平衡。因此，不管是手动温度补偿还是自动温度补偿，都不是很充分的。根据pH测量的操作定义，要想得到精密的测量结果，样品溶液与标准溶液应在相同和恒定的温度下测量，这就是等温测量原理。对于一般精度要求的pH测量，样品溶液与标准溶液的温度不同时，可使用温度补偿。

14．如何判断你的pH计是否准确？

有不少用户在使用pH计时都心存疑惑，这个pH计到底准不准？有人以工作经验来判断，有人以pH试纸来判断，也有人以过去使用的pH计来判断，这些都是不可靠的。其实，唯一可靠和最简单的方法就是以pH标准缓冲溶液来来进行检定。这是唯一的检测标准。取三个标准缓冲溶液：pH=6.86、pH=4.00、pH=9.18(最好是新鲜配制并且温度相同),以pH=6.86F进行定位校准,以pH=4.00进行斜率校准,然后测试pH=9.18，pH计是否准确，是否合格立见分晓。

小结：注意事项

仪器在使用前必须进行校准，即，以上4～8款操作。如果仪器不关机，可以连续测定，一旦关机就要校准。但12小时即使不关机也必须校准一次。

[ 参考来源 ]：根据乳品检测技术等网络资料编辑整理，如涉及版权问题请及时联系。

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刘彦刚

第1楼2022/05/14

应助达人

真的是:pH计精通使用-达人攻略14问！

0

m3253399

第2楼2022/06/19

您好，1147的编制说明写的用4和6的校准液校准，然后测试9的质控样，数据结果是不合格的。您的第14条 pH计都能满足吗？

0

刘彦刚

第3楼2022/06/19

应助达人

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
谢谢你的提醒！该分享之14是有不恰当，在酸端标定，去测碱端是测不准的。应该是按之11操作：

11.什么是pH计的二点校准?对于精密级的pH计，除了设有“定位”和“温度补偿”调节外，还设电极“斜率”调节，它就需要用二种标准缓冲液进行校准。一般先以pH=6.86或pH=7.00进行“定位”校准，然后根据测试溶液的酸碱情况，选用pH=4.00（酸性）或pH=9.18或pH=10.01(碱性)缓冲溶液进行“斜率校正。

m3253399(m3253399) 发表:您好，1147的编制说明写的用4和6的校准液校准，然后测试9的质控样，数据结果是不合格的。您的第14条 pH计都能满足吗？

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