1、什么是水的PH值?它有什么意義?
PH值是水溶液*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pH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pH值。
水的pH值是表示水中氫離子活度的負對數(shù)值,表示為:pH=-lg aH+
pH值有時也稱氫離子指數(shù),由于氫離子活度的數(shù)值往往很小,在應(yīng)用上很不方便,所以就用pH值這一概念來作為水溶液酸性、堿性的判斷指標。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,并由此得到:
(1) 中性水溶液,pH=-1g aH+=-1g 10-7=7
(2) 酸性水溶液,pH<7,pH值越小,表示酸性越強;
(3) 堿性水溶液,pH>7,pH值越大,表示堿性越強。
2、什么是pH標度?
pH測量是一種相對測量,它僅僅指示標準溶液與未知溶液之間的pH差別,實際測量時,需要用標準緩沖溶液定期進行校準。因此,為了達到量值的一致,必須建立pH標度。PH標度范圍定為0~14pH,pH標度的量值由基準緩沖溶液的pHs值確定。因此,pH標度的含義可表達為:根據(jù)pH定義,在0~14pH范圍內(nèi)選擇若干個pH緩沖溶液作為pH標度的固定點,并且采用當(dāng)代技術(shù)能達到的*準確的方法測定它們的pHs值。國際上有二種pH標度,即多種基準pH標度和單種基準pH標度,中國采用多種基準pHs標度。六種基準緩沖溶液0~95℃的pHs值見下表:
六種基準緩沖溶液的pHs值
溫度,℃ B1 B3 B4 B6 B9 B12
0 1.668 4.006 6.981 9.458 13.416
5 1.669 --- 3.999 6.949 9.391 13.210
10 1.671 --- 3.996 6.921 9.330 13.011
15 1.673--- 3.996 6.898 9.276 12.820
20 1.676--- 3.998 6.879 9.226 12.637
25 1.680 3.559 4.003 6.864 9.182 12.460
30 1.684 3.551 4.010 6.852 9.142 12.292
35 1.688 3.547 4.019 6.844 9.105 12.130
40 1.694 3.547 4.029 6.838 9.072 11.975
45 1.700 3.550 4.042 6.834 9.042 11.828
50 1.706 3.555 4.055 6.833 9.015 11.697
55 1.713 3.563 4.070 6.834 8.990 11.553
60 1.721 3.573 4.087 6.837 8.968 11.426
70 1.739 3.596 4.122 6.847 8.926 ---
80 1.759 3.622 4.161 6.862 8.890 ---
90 1.782 3.648 4.203 6.881 8.856 ---
95 1.795 3.660 4.224 6.891 8.839 ---
3、什么是pH計的一點校準?
任何一種pH計都必須經(jīng)過pH標準溶液的校準后才可測量樣品的pH值,對于測量精度在0.lpH以下的樣品,可以采用一點極準方法調(diào)整儀器,一般選用pH6.86或pH7.00標準緩沖液。有些儀器本身精度只有0.2pH或0.lpH,因此儀器只設(shè)有一個"定位"調(diào)節(jié)旋鈕。具體操作步驟如下:
(1) 測量標準緩沖液溫度,查表確定該溫度下的pHs值,將溫度補償旋鈕調(diào)節(jié)到該溫度下。
(2) 用純水沖洗電極并甩干。
(3) 將電極浸入緩沖溶液晃動后靜止放置,待讀數(shù)穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)定位旋鈕使儀器顯示該標準溶液的pH值。
(4) 取出電極沖洗并甩干。
(5) 測量樣品溫度,并將pH計溫度補償旋鈕調(diào)節(jié)至該溫度值。
(6) 將電極浸入樣品溶液,晃動后靜止放置,顯示穩(wěn)定后讀數(shù)。
4、什么是pH計的二點校準?
對于精密級的pH計,除了設(shè)有"定位"和"溫度補償"調(diào)節(jié)外,還設(shè)有電極"斜率"調(diào)節(jié),它就需要用二種標準緩沖液進行校準。一般先以pH6.86或pH7.00進行"定位"校準,然后根據(jù)測試溶液的酸堿情況,選用pH4.00(酸性)或pH9.18和pHI0.0l(堿性)緩沖溶液進行"斜率"校正。具體操作步驟為:
(1)電極洗凈并甩干,浸入pH6.86或pH7.00標準溶液中,儀器溫度補償旋鈕置于溶液溫度處。待示值穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)定位旋鈕使儀器示值為標準溶液的pHs值。
(2) 取出電極洗凈甩干,浸入**種標準溶液中。待示值穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)儀器斜率旋鈕,使儀器示值為**種標準溶液的pHs值。
(3) 取出電極洗凈并甩干,再浸入pH6.86或pH7.00緩沖溶液中。如果誤差超過0.02pH,則重復(fù)第(1)、(2)步驟,直至在二種標準溶液中不需要調(diào)節(jié)旋鈕都能顯示正確pHs值。
(4) 取出電極并甩干,將pH溫度補償旋鈕調(diào)節(jié)至樣品溶液溫度,將電極浸入樣品溶液,晃動后靜止放置,顯示穩(wěn)定后讀數(shù)。
5、什么是pH計的自動校準?
pH計自動校準,只能應(yīng)用于微機型或電腦芯片型pH計。這類pH計已將各種緩沖溶液數(shù)據(jù)和操作程序輸入芯片,所以無需查看緩沖溶液的pHs值。如果帶有溫度傳感器,也無需調(diào)節(jié)溫度數(shù)值,只需根據(jù)樣品溶液的測試精度選擇進行一點校準、二點校準或三點極準(按CAL鍵一次、二次或三次),儀器會自動顯示校準結(jié)束符號。三點校準是此類pH計的特點。它分到校正pH7.00(或pH6.86)、pH4.00或pH10.0l(或pH9.18)三點,在整個pH范圍內(nèi)測試更加準確。在使用此類儀器時,一定要查看清楚該pH計內(nèi)置確定的三種pH緩沖溶液的具體種類,例如是pH6.86還是pH7.00,是pH9.18還是pH10.01,并選用正確的緩沖溶液。有些電腦型pH計可自行設(shè)置pH緩沖液,則事先必須設(shè)定正確,否則電腦無法識別二種相近的緩沖溶液,校準會發(fā)生錯誤。電腦型pH計將使校準更加方便。
6、溫度對pH測量精度有多大的影晌?
對pH電極,溫度的影響每一個pH為0.003pH/℃,例如一個0.2級的pH計,在30℃的pH7.00緩沖溶中進行校準,然后測試60℃的溶液(假定溶液的pH范圍在pH6~8之間與pH7.00相差一個pH單位),則溫度影響的*大誤差就是30 x 0.003=0.09pH。如果是3個pH單位(在pH4~10范圍內(nèi)),*大誤差就是0.27pH,從中可以看出溫度對pH的影響是很大的。當(dāng)然,我們也可以從中得出結(jié)論,為了減少溫度對pH測量的誤差,我們應(yīng)該注意以下三點:
(a) 盡量選擇接近被測溶液pH值的緩沖溶液校準pH計。
(b) 盡量使校準溶液的溫度與被測溶液的溫度一致或接近。
(c) 應(yīng)該選擇有溫度補償?shù)膒H計。
精度高于0.1pH的pH計都有溫度補償調(diào)節(jié),而0.2級的pH計就不帶有溫度補償。有些0.2級的pH計也號稱有0.1級的精度,其實這是不可能的,有人是將分辨率0.lpH和精度0.lpH這二個概念進行混淆。即使以一個pH單位來說,相隔60℃的pH誤差就是0.003x 60=0.18pH,因此,沒有溫度補償?shù)膒H計,*高的精度也只有0.2pH。
7、如何測試膠體及渾濁液的pH值?
在這類樣品中玻璃電極一般都能保持正常的響應(yīng),問題往往出在參比電極液接界端。帶電荷的膠團或微粒容易引起液接界電勢不穩(wěn)定。為解決這一問題可采用兩種辦法:
(1)加大外參比溶液的滲出速率,以減少膠團或微粒對液接界電勢的影響。例如,采用玻璃磨口液接界結(jié)構(gòu)的pH復(fù)合電極可達到這一目的。
(2)采用雙液接參比電極,外室充以與樣品共同特性的溶液。例如,用NH4CI-KCl溶液作為參比電極內(nèi)溶液,適用于乳膠及類似樣品的測量。
8、如何測試土壤樣品的pH值?
土壤pH值測量方法的選擇是一個經(jīng)常爭論的問題。一般來說,可在下列三種方法中選擇一種:
(1)細泥糊狀物pH值:將足夠量的蒸餾水加到土壤樣品中攪成很細的糊狀物,放置5分鐘插入,經(jīng)過15-20秒后讀取儀器示值。注意在兩次測量
之間要充分洗滌電極。
(2)土壤與水1:1懸浮液pH值:將20克土壤樣品置于50毫升燒杯中,加入20毫升蒸餾水,攪動懸浮液幾次,每次間隔約1小時,停止攪拌后立即
浸入pH復(fù)合電極測量pH值。
(3)水分飽和的土壤糊狀物pH值:在土壤樣品中加入少量蒸餾水,用刮勺攪動混成水分飽和的土壤糊狀物,使其均勻,然后在專用的器皿中輕
輕敲打糊狀物,直至這種糊狀物能夠反射光線以及稍能流動。當(dāng)將器皿翻轉(zhuǎn)過來時糊狀物應(yīng)能自由滑出,如有粘附可用刮刀將其刮凈。將
糊狀物放置1小時以上,再檢查一次樣品的水分飽和程度(按照上述方法)。在放置過程中樣品表面不應(yīng)有游離水分出現(xiàn),糊狀物也不應(yīng)顯著
變硬或失去光澤,如果樣品變硬或失去光澤,應(yīng)添加水重新混合,如果糊狀
物太潮濕則應(yīng)添加一些干燥的土壤。樣品制備后,將電極插入糊狀物內(nèi)不斷升高或降低電極的位置直至獲得重現(xiàn)的pH讀數(shù)為止。
上述三種方法都可以給出重現(xiàn)的結(jié)果,但對于同一樣品不同方法所得數(shù)據(jù)稍有奇差異,因此在報道土壤pH值時應(yīng)指明所采用的方法。
9、如何測試高純水的pH值?
鍋爐供水、蒸汽冷凝水、去離子水等高純水的pH測量是比較麻煩的測試項目。原因是樣品的電導(dǎo)率低,溶液電阻與測量回路的其他電阻比較起來已不可忽略。同時由于液接界電勢的不穩(wěn)定以及空氣中二氧化碳溶解引起pH值變化等等,因而不易得到重現(xiàn)的結(jié)果。為解決這個問題,通常采用內(nèi)阻低,有大面積液接界結(jié)構(gòu),較大的參比溶液滲出速度的玻璃pH復(fù)合電極。復(fù)合電極的玻璃敏感膜與液接界距離近而且固定,有利于減少溶液電阻的影響并使電勢達到穩(wěn)定。大面積的液接界結(jié)構(gòu)和較快的參比溶液滲出速度,有利于降低電阻以及達到穩(wěn)定重現(xiàn)的液接界電勢。同時,不要采用氯化銀飽和的氯化鉀溶液作為參比溶液,因為在純水中氯化銀會沉積出來堵塞液接界。
一般雨水離子強度很低(不超過10-3mol / L) ,其pH測量方法(酸雨的監(jiān)測)與高純水pH測量相類似。
10、如何對懸浮液或膠體液進行pH測量?
在懸浮液或膠體液中進行測量時,要特別注意可能出現(xiàn)液接界的"懸浮效應(yīng)"問題,當(dāng)將pH玻璃電極與參比電極放置在離子交換樹脂沉積物的上層清液中時,測得的pH值為6.0,而當(dāng)兩支電極都浸到沉積物中時,讀數(shù)變?yōu)?.0,相差達4pH。如果用兩支玻璃電極,一支浸在上層清液,另一支浸在沉積物中時,測量表明,兩支電極之間不存在附加的電勢差。但是當(dāng)用兩支參比電極一支浸在上層清液,另一支浸在下層沉積物中時,則出現(xiàn)將近240毫伏的附加電勢差,這說明上述出現(xiàn)pH值的變化是由液接界電勢的差異所引起的。這種現(xiàn)象稱為"懸浮效應(yīng)”,其原因是溶液中電荷的膠體微粒強烈的影響接界處鹽橋溶液陽離子及陰離子的擴散速度,由此引起了很大的液接界電勢,造成了驚入的測量誤差。為了防止出現(xiàn)"懸浮效應(yīng)”當(dāng)在膠體液或懸浮液中測量時要特別注意液接界端的放置位置,正確的方法是將鹽橋接界端放在清澈透明的溶夜中。對于渾濁的樣品應(yīng)事先經(jīng)過離心分離再進行測量。
11、PH計 常見故障及排除
PH計 注意說明:
1 **次使用的pH復(fù)合電極應(yīng)在3mol/Lkcl溶液或pH4.00的緩沖溶液中浸泡2小時,平時不使用時,應(yīng)在電極帽中注入以上溶液,使電極球泡保持濕潤。(如采用231型玻璃電極在使用前必須用蒸餾水浸泡24小時以上)。
2 儀器在進行pH測量時一般來說,每天只需用緩沖溶液標定一次。
PH計 常見故障及排除:
故 障 原因及處理
電源已接,開機無顯示 電源開關(guān)或變壓器壞。修理或更換
保險絲壞。更換
儀器內(nèi)部有故障。檢修
開機后顯示亂跳 儀器輸入端開路。插上短路插頭或接上電極
選擇開關(guān)接觸**。修理或更換
“定位”調(diào)節(jié)不到6.86pH 標準溶液失效。重新配置
電極失效。更換
“定位”電位器壞。更換
復(fù)合電極內(nèi)溶液干固。補充
“斜率”電位器可能壞。更換
“斜率”調(diào)節(jié)不到pH9.18或pH4.00 標準溶液失效。重新配置
“斜率”電位器壞。更換
電極斜率下。更換電極
pH測量時,數(shù)字不穩(wěn)定,變化緩慢 復(fù)合電極內(nèi)氯化鉀溶液消耗完。補充溶液
電極阻抗增大,使用壽命已到。更換
接地線接觸**。
“自動”補償時,數(shù)字溢出或示值不變 溫度補償電極未接好或已壞。更換
儀器后面板上溫度補償選擇開關(guān)壞。更換
溫度補償電極插座內(nèi)部接線斷。維修
儀器內(nèi)部元器件壞。維修
12、什么是pH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電極稱為pH指示電極或pH測量電極。pH指示電極有氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種,但*常用的是玻璃電極。玻璃電極是有玻璃支桿,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/氯化銀電極),用電極帽封接引出電線,裝上插口,就成為一支pH指示電極。市場銷售的*常用的pH指示電極是231玻璃pH電極。單獨一支pH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量。
13、pH電極有哪些特性?
pH電**有以下特性:
(1)不對稱電勢:當(dāng)電極的內(nèi)外參比電極,內(nèi)外參比溶液均相同時,理論上電池電動勢應(yīng)等于零,但實際上總有幾毫伏到幾十毫伏的電勢差存在,這說明玻璃球泡內(nèi)外二個界面是不對稱的,這一電勢差就稱為不對稱電勢。不對稱電勢與球泡吹制的工藝有關(guān),也與使用中球泡表面受侵蝕或沾污有關(guān),實際使用中,可用電計特設(shè)的定位調(diào)節(jié)器消除它。
(2)零電勢:pH電極的零電勢是指pH測量電池的電勢為零時的溶液的pH值。它取決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子濃度。若內(nèi)參比溶液為0.025mol/L的混合磷酸鹽溶液,電極的零電勢pH值為7;若內(nèi)參比溶液為0.01 mol/LHCL溶液,電極的零電勢pH值為2。當(dāng)溶液的pH值大于或小于電極的零電勢pH值時,電極的極性就要發(fā)生改變。
(3)內(nèi)阻:電極的內(nèi)阻主要由球泡玻璃膜的內(nèi)阻決定,它取決于玻璃膜的組成和厚度,阻值一般為幾十兆歐至幾百兆歐。而且隨溫度下降而按指數(shù)式上升(每下降7℃,內(nèi)阻增加1倍,例如28℃時,為50兆歐,則0℃時為800兆歐)。內(nèi)阻高的電極對電計的輸入阻抗及絕緣屏蔽的要求高,因此電極內(nèi)阻低一些為好。
(4)堿誤差和酸誤差:當(dāng)被測溶液的酸度和堿度增大時,電極電勢與溶液pH值將偏離線性關(guān)系,這種偏差就稱為堿誤差和酸誤差。堿誤差是由于在氫離子濃度很低的溶液中,電極膜的響應(yīng)不僅與氫離子濃度有關(guān),而且與溶液中堿金屬離子濃度有關(guān)。堿誤差使測得的pH值比實際的數(shù)值偏低。酸誤差在較低的pH范圍內(nèi)(pH<1-2)出現(xiàn),酸誤差使pH測量值比實際數(shù)值偏高。
14、可充式和非可充式pH復(fù)合電極有何區(qū)別?
pH復(fù)合電極外殼有塑料和玻璃的區(qū)分。可充式pH復(fù)合電極即在電極外殼上有加液孔,當(dāng)電極的外參比溶液流失后,可將加液孔打開,重新補充KCI溶液。而非可充式pH復(fù)合電極內(nèi)裝凝膠狀KCI,不易流失也無加液孔。
可充式pH復(fù)合電極的特點是參比溶液有較高的滲透速率,液接界電位穩(wěn)定重現(xiàn),測量精度較高。而且當(dāng)參比電極減少或受污染后可以補充或更換KCI溶液,但缺點是使用較麻煩。可充式pH復(fù)合電極使用時應(yīng)將加液孔打開,以增加液體壓力,加速電極響應(yīng),當(dāng)電介液液面低于加液孔2cm時,應(yīng)及時補充新的電介液。
非可充式pH復(fù)合電極的特點是維護簡單使用方便,因此也得到廣泛的應(yīng)用。但作為實驗室pH電極使用時,在長期和連續(xù)的使用條件下,液接界處的KCl濃度會減少,影響測試精度。因此非可充式pH復(fù)合電極不用時,應(yīng)浸在電極浸泡液中,這樣下次測試時電極性能會很好,而大部分實驗室pH電極都不是長期和連續(xù)的測試,因此這種結(jié)何對精度的影響是比較小的。而工業(yè)pH復(fù)合電極由于對測試精度的要求比較低,所以使用方便就成為主要的選擇。
15、如何正確使用pH復(fù)合電極?
(1)球泡前端不應(yīng)有氣泡,如有氣泡應(yīng)用力甩去。
(2)電極從浸泡瓶中取出后,應(yīng)在去離子水中晃動并甩干,不要用紙巾擦拭球泡,否則由于靜電感應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移到玻璃膜上,會延長電勢穩(wěn)定的時間,更好的方法是使用被測溶液沖洗電極。
(3)pH復(fù)合電極插入被測溶液后,要攪拌晃動幾下再靜止放置,這樣會加快電極的響應(yīng)。尤其使用塑殼pH復(fù)合電極時,攪拌晃動要厲害一些,因為球泡和塑殼之間會有一個小小的空腔,電極浸入溶液后有時空腔中的氣體來不及排除會產(chǎn)生氣泡,使球泡或液接界與溶液接觸**,因此必須用力攪拌晃動以排除氣泡。
(4) 在粘稠性試樣中測試之后,電極必須用去離子水反復(fù)沖洗多次,以除去粘附在玻璃膜上的試樣。有時還需先用其他試劑洗去試樣,再用水洗去溶劑,浸入浸泡液中活化。
(5) 避免接觸強酸強堿或腐蝕性溶液,如果測試此類溶液,應(yīng)盡量減少浸入時間,用后仔細清洗干凈。
(6) 避免在無水乙醇、濃硫酸等脫水性介質(zhì)中使用,它們會損壞球泡表面的水合凝膠層。
塑殼pH復(fù)合電極的外殼材料是聚碳酸脂材料(PC), PC塑料在有些溶劑中會溶解,如四氯化碳、三氯乙稀、四氫呋喃等,如果測試中含有以上溶劑,就會損壞電極外殼,此時應(yīng)改用玻璃外殼的pH復(fù)合電極。
16、如何"修復(fù)"pH電極?
pH復(fù)合電極的“損壞”,其現(xiàn)象是敏感梯度降低、響應(yīng)慢、讀數(shù)重復(fù)性差,可能由以下三種因素引起,一般客戶可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ枰孕迯?fù):
(1)電極球泡和液接界受污染,可以用細的毛刷、棉花球或牙簽等,仔細去除污物。有些塑殼pH電極頭部的保護罩可以旋下,清洗就更方便了,如污染嚴重,可按第(5條 )的方法使用清潔劑清洗。
(2)外參比溶液受污染,有些電極的結(jié)何是可添加溶液的,此時,可用針筒將電極的外參比溶液抽凈,配制新的3.3mol或飽和KCl溶液,再加進去,注意**、二次加進去時再要抽出來,以便將電極內(nèi)腔洗凈。
(3) 玻璃敏感膜老化:將電極球泡用0.lmol/L稀鹽酸(9ml鹽酸用純水稀釋至100ml)浸泡24小時,用純水洗凈,再用電極浸泡溶液浸泡24小時。如果鈍化比較嚴重,也可將電極下端浸泡在4%氫氟酸溶液中3-5秒鐘(溶液配制:4ml氫氟酸用純水稀釋至100ml),用純水洗凈,然后在電極浸泡溶液中浸泡24小時,使其恢復(fù)性能。
17、pH電極如何清洗?
球泡和液接界污染后先用以下溶劑清洗,再用去離子水洗去溶劑,將電極浸入浸泡液中活化。
污染物 清洗劑
無機金屬氧化物 低于1mol/L稀酸
有機油脂類物 稀洗滌劑〈弱酸性〉
樹脂高分子物質(zhì) 稀酒精、丙酮、乙醚
蛋白質(zhì)血球沉淀物 酸性酶溶液〈如食母生片〉
顏料類物質(zhì) 稀漂白液、邊氧化氫
18、pH電極為何要浸泡?如何正確浸泡pH復(fù)合電極?
pH電極使用前必須浸泡,因為pH球泡是一種特殊的玻璃膜,在玻璃膜表面有一很薄的水合凝膠層,它只有在充分濕潤的條件下才能與溶液中的H+離子有良好的響應(yīng)。同時,玻璃電極經(jīng)過浸泡,可以使不對稱電勢大大下降并趨向穩(wěn)定。pH玻璃電極一般可以用蒸餾水或pH4緩沖溶液浸泡。通常使用pH4緩沖液更好一些,浸泡時間8小時至24小時或更長,根據(jù)球泡玻璃膜厚度、電極老化程度而不同。同時,參比電極的液接界也需要浸泡。因為如果液接界干涸會使液接界電勢增大或不穩(wěn)定,參比電極的浸泡液必須和參比電極的外參比溶液一致,即3.3mol/LKCL溶液或飽和KCL溶液,浸泡時間一般幾小時即可。
因此,對pH復(fù)合電極而言,就必須浸泡在含KCL的pH4緩沖溶液中,這樣才能對玻璃球泡和液接界同時起作用。這里要特別提醒注意,因為過去人們使用單支的pH玻璃電極已習(xí)慣于用去離子水或pH4緩沖液浸泡,后來使用pH復(fù)合電極時依然采用這樣的浸泡方法,甚至在一些不正確的pH復(fù)合電極的使用說明書中也會進行這種錯誤的指導(dǎo)。這種錯誤的浸泡方法引起的直接后果就是使一支性能良好的pH復(fù)合電極變成一支響應(yīng)慢、精度差的電極,而且浸泡時間越長性能越差,因為經(jīng)過長時間的浸泡,液接界內(nèi)部(例如砂芯內(nèi)部)的KCL濃度已大大降低了,使液接界電勢增大和不穩(wěn)定。當(dāng)然,只要在正確的浸泡溶液中重新浸泡數(shù)小時,電極還是會復(fù)原的。
另外,pH電極也不能浸泡在中性或堿性的緩沖溶液中,長期浸泡在此類溶液中會使pH玻璃膜響應(yīng)遲鈍。正確的pH電極浸泡液的配制:取pH4.00緩沖劑(250ml)一包,溶于250ml純水中,再加入56克分析純KCl,適當(dāng)加熱,攪拌至完全溶解即成。
19、何謂水的電阻率?何謂水的電導(dǎo)率?電導(dǎo)率和電阻率有何關(guān)系?
1、何謂水的電阻率?
水的導(dǎo)電性能與水的電阻值大小有關(guān),電阻值大,導(dǎo)電性能差,電阻值小,導(dǎo)電性能就良好。根據(jù)歐姆定律,在水溫一定的情況下,水的電阻值R大小與電極的垂直截面積F成反比,與電極之間的距離L成正比,如下式:
式中 R--電阻, 單位為歐姆(Ω) 1Ω=106μΩ
p--電阻率 單位為歐姆(Ω. M)
如果電極的截面積F做成1cm2時,兩電極間的距離L為lcm,那么電阻值就等于電阻率。
水的電阻率的大小,與水中的含鹽量的多少、水中離子濃度、離子的電荷數(shù)以及離子的運動速度有關(guān)。因此,純凈的水電阻率很大,超純水的電阻率就更大。水越純,電阻率越大。
2、何謂水的電導(dǎo)率?電導(dǎo)率和電阻率有何關(guān)系?
由于水中含有各種溶解鹽類,并以離子的形式存在。當(dāng)水中插入一對電極時,通電之后,在電場的作用下,帶電的離子就產(chǎn)生一定方同的移動。水中陰離子移向陽極,使水溶液起導(dǎo)電作用,水的導(dǎo)電能力的強弱程度,就稱為電導(dǎo)〈或電導(dǎo)度),用G表示。電導(dǎo)反映了水中含鹽量的多少,是水的純凈程度的一個重要指標,水越純凈,含鹽量越少,電阻越大,電導(dǎo)越小,起純水幾乎不能導(dǎo)電。電導(dǎo)是電阻的倒數(shù),即
式中 R--電阻,單位為歐姆 (Ω)
G--電導(dǎo),單位西門子(S) IS=103mS=106μS
20??如何測定電導(dǎo)電極常數(shù)?為何要對常數(shù)進行校準?
1、根據(jù)公式J=K/G,電極常數(shù)J可以通過測量電導(dǎo)電極在一定濃度的KCl溶液中的電導(dǎo)G來求得,此時KCl溶液的電導(dǎo)率K是已知的。測量時,電導(dǎo)率儀常數(shù)旋鈕應(yīng)旋至1.0cm-1處。
由于測量溶液的濃度和溫度不同,以及測量儀器的精度和頻率也不相同,電導(dǎo)電極的常數(shù)J有時會出現(xiàn)較大的誤差,使用一段時間后,電極常數(shù)也可能會有變化。因此,新購的電導(dǎo)電極,以及使用一段時間后的電導(dǎo)電極,電極常數(shù)應(yīng)重新測量標定。電導(dǎo)電極常數(shù)測量時應(yīng)注意以下幾點:
(1)測量時應(yīng)采用配套使用的電導(dǎo)率儀,不要采用其他型號的電導(dǎo)率儀。
(2)測量電極常數(shù)的KCl溶液的溫度,以接近實際被測溶液的溫度為好。
(3)測量電極常數(shù)的KCl溶液的濃度,以接近實際被測溶液的濃度為好。
2、電導(dǎo)電極為何要鍍鈾黑?鉑黑電極能測試低電導(dǎo)率的溶液嗎?
電導(dǎo)電極使用的敏感材料通常為鉑,鍍鉑黑就是在鉑表面鍍上一層黑色蓬松的金屬鉑,目的是為了減少極化效應(yīng)。多孔的鉑黑增加了電極的表面積,使電流密度減小,使極化效應(yīng)變小,電容干擾也降低了。不鍍鉑黑或鍍得不好的鉑黑電極,會產(chǎn)生很大的測量誤差。鉑黑電極存放期間要泡在蒸餾水中不宣干放。如果發(fā)現(xiàn)鉑黑電極污染或失效,可浸入10%硝酸或鹽酸溶液中二分鐘,然后用蒸餾水沖洗干凈再測量,鉑黑電極也可以重新電鍍,但鍍鉑黑需要一定的要求和經(jīng)驗,鍍黑層鍍得好與壞對電極性能有很大影響。
在國內(nèi)一些電導(dǎo)電極或電導(dǎo)率儀的說明書中,對鉑黑電極有一種誤解,認為鉑黑電極適合于高電導(dǎo)率的溶液中使用,其實不然,鉑黑電極測試幾個μS/cm甚至0.1μS/cm的溶液都可以,而在高電導(dǎo)率的溶液中的測試,鉑黑電極就更穩(wěn)定和準確了。因此常數(shù)大于1的電導(dǎo)電極,都應(yīng)該使用鉑黑電極。而不鍍鉑黑的光亮電導(dǎo)電極,因為它只能在較小電導(dǎo)率的溶液中使用,所以常數(shù)小于1的電導(dǎo)電極可以使用光亮電極。光亮電極的另一個優(yōu)點是鉑片表面可以擦拭,而鉑黑電極表面則**不能擦拭,只能在水中晃動清洗。
21、電導(dǎo)電極有那些種類?有何不同用途?
電導(dǎo)電極一般有二電極式和多電極式二種類型。
二電極式電導(dǎo)電極是目前國內(nèi)使用*多的電導(dǎo)電極類型,實驗式二電極式電導(dǎo)電極的結(jié)構(gòu)是將二片鉑片燒結(jié)在二平行玻璃片上,或圓形玻璃管的內(nèi)壁上,調(diào)節(jié)鉑片的面積和距離,就可以制成不同常數(shù)值的電導(dǎo)電極。通常有K=l、K=5、K=10等類型。而在在線電導(dǎo)率儀上使用的二電極式電導(dǎo)電極常制成圓柱形對稱的電極。當(dāng)K=l時,常采用石墨,當(dāng)K=O.l、0.01時,材料可以是不銹鋼或鈦合金。多電極式電導(dǎo)電極,一般在支持體上有幾個環(huán)狀的電極,通過環(huán)狀電極的串聯(lián)和并聯(lián)的不同組合,可以制成不同常數(shù)的電導(dǎo)電極。環(huán)狀電極的材料可以是石墨、不銹鋼、鐵合金和鉑金。
電導(dǎo)電極還有四電極類型和電磁式類型。四電極電導(dǎo)電極的主要優(yōu)點是可以避免電極極化帶來的測量誤差,在國外的實驗式和在線式電導(dǎo)率儀上較多使用。電磁式電導(dǎo)電極的特點是適宜于測量高電導(dǎo)率的溶液,一般用于工業(yè)電導(dǎo)率儀中,或利用其測量原理制成單組分的濃度計,如鹽酸濃度計、硝酸濃度計等。
22、TDS是什么意思?何謂TDS計?
TDS計是英文"Total DissolvedSolid"的縮寫,意思是可溶解固體總量,可溶解固體總量是指溶解在水里的無機鹽和有機物的總稱。其主要成分有鈣、鎂、鈉、鉀離子和碳酸離子、碳酸氫離子、氯離子、硫酸離子和硝酸離子等。因此TDS計就是可溶解固體總量測試儀。TDS計的單位是ppm(即 mg/L),其量值定義為一定比例數(shù)的電導(dǎo)率值,一般取0.7左石。因此,TDS計的原理和結(jié)構(gòu),其實就是電導(dǎo)率儀,只是約定了一個比例數(shù),定義為TDS。TDS計自動溫度補償?shù)幕鶞蕼囟纫话銥?5℃,溫度系數(shù)一般為2%。
23、電導(dǎo)率儀的溫度補償有何意義?
一定濃度的溶液,其電導(dǎo)率隨溫度的改變而改變,在作精密測量應(yīng)該保持恒溫,也可在任意溫度下測量,然后通過儀器的溫度補償系統(tǒng),換算成25℃時的電導(dǎo)率,這樣測量數(shù)值就可以比較。但是,由于各種不同種類,不同濃度的電導(dǎo)率溫度系數(shù)各不相同,例如酸溶液的溫度系數(shù)為(1.0-1.6)%/℃, 堿溶液的溫度系數(shù)為(1.8-2.2)%/℃,鹽溶液的溫度系數(shù)為(2.2-3.0)%/℃,天然水的溫度系數(shù)為2.0%/℃,因此電導(dǎo)率測量的溫度補償問題比較復(fù)雜,或者可以認為這種溫度補償是不充分的,或有較大誤差的。為此,有些電導(dǎo)率儀就不采用溫度補償電路,儀器測得的是當(dāng)時溫度下的電導(dǎo)率值。有溫度補償?shù)碾妼?dǎo)率儀,若將溫度補償旋鈕調(diào)至25℃時,儀器也無溫度補償作用,測量值為當(dāng)時溫度下的未經(jīng)換算的電導(dǎo)率值。