黃金梅

摘要 ：本文主要介紹了酸度計的工作原理、正確使用方法及酸度計電極的正確使用與維護(hù)，討論了酸度計在使用過程中可能存在的問題及其處理方法。

關(guān)鍵詞 ：酸度計 使用 維護(hù)

酸度計（也稱pH計）是一種電化學(xué)分析儀器，主要用于測量溶液的pH值，也可以用來測量電極電位值，以及通過pH值或電極電位值的變化來定量測定化學(xué)成分的含量，它被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，因此，要想獲得準(zhǔn)確的檢驗數(shù)據(jù)，正確使用與維護(hù)酸度計是非常重要的。

1. 酸度計的工作原理

酸度計也稱作pH 計，一般包括指示器和測量器兩個部分。指示部分即電計部分，它由阻抗器、放大器、功能調(diào)節(jié)器和顯示器組成；測量部分即電極部分，又稱pH敏感元件。它的工作原理是利用測量法測定溶液中氫離子的一種直讀式電子儀器，由指示電極、參比電極或復(fù)合電極與被測溶液構(gòu)成原電池，由檢測部分的指示電極和參比電極完成電化轉(zhuǎn)換，再通過阻抗轉(zhuǎn)換器將高阻抗輸入阻抗的直流信號轉(zhuǎn)換為低內(nèi)阻的直流信號，然后經(jīng)直流放大器放大，將放大的信號進(jìn)行比較或積分處理，并利用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液調(diào)節(jié)功能調(diào)節(jié)器校準(zhǔn)后，由低輸入電流的直流毫伏計指示或由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字號進(jìn)數(shù)字顯示pH值。

2.酸度計的正確使用

2.1 酸度計的校準(zhǔn)。

酸度計因電極設(shè)計的不同而類型很多，其操作步驟各有不同，因而PH 計的操作應(yīng)嚴(yán)格按照使用說明書正確進(jìn)行。在應(yīng)用酸度計時，酸度計的校準(zhǔn)環(huán)節(jié)十分重要，兩點校準(zhǔn)法是目前酸度計校準(zhǔn)過程中較為常用的方法。即選擇兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液：一種是pH7 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，第二種是pH9 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或pH4 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。先用pH7 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液對電計進(jìn)行定位，再根據(jù)待測溶液的酸堿性選擇第二種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。如果待測溶液呈酸性，則選用pH4 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液；如果待測溶液呈堿性，則選用pH9 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。若是手動調(diào)節(jié)的酸度計，應(yīng)在兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液之間反復(fù)操作幾次，直至不需再調(diào)節(jié)其零點和定位（斜率）旋鈕，酸度計即可準(zhǔn)確顯示兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液pH，則校準(zhǔn)過程結(jié)束。此后，在測量過程中零點和定位旋鈕就不應(yīng)再動。若是智能式酸度計，則不需反復(fù)調(diào)節(jié)，因為其內(nèi)部已貯存幾種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的pH 可供選擇、而且可以自動識別并自動校準(zhǔn)。但要注意標(biāo)準(zhǔn)緩沖液選擇及其配制的準(zhǔn)確性。

2.2 酸度計電極的正確使用與維護(hù)

目前實驗室使用的酸度計電極都是復(fù)合電極，其優(yōu)點是使用方便，不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響，且平衡速度較快。電極在使用過程中應(yīng)注意以下幾點：（1）使用前，檢查玻璃電極前端的球泡，正常情況下，電極應(yīng)該透明而無裂紋，球泡內(nèi)要充滿溶液，不能有氣泡存在，如果有氣泡，可將電極沖下輕輕甩幾下，直至沒有氣泡，電極球泡出現(xiàn)裂紋時立即停止使用，應(yīng)更換新電極；（2）在使用過程中應(yīng)把電極上面的橡皮剝下，使小孔露在外面，否則在進(jìn)行分析時，會產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致氯化鉀溶液不能順利通過玻璃球泡與被測溶液進(jìn)行離子交換，會使測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。測量完成后應(yīng)把橡皮復(fù)原，封住小孔。（3）電極浸入每一份被測溶液前及測量完畢后，應(yīng)用蒸餾水洗凈，并用吸水紙小心吸去粘附液，避免污染和稀釋被測液及損壞玻璃薄膜、防止交叉污染，影響測量精度，造成測量分析不準(zhǔn)；（4）復(fù)合電極不用時，必須把電極測試頭浸泡在3M氯化鉀保護(hù)液中，通常電極測試頭敏感膜幾個小時的干涸便會造成電極不可修復(fù)性的永久損壞。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。（5）復(fù)合電極應(yīng)避免長期浸在蒸餾水、蛋白質(zhì)溶液或酸性氟化物溶液中，并防止和有機硅油脂接觸。（6）大多pH復(fù)合電極標(biāo)稱使用溫度范圍為0～60℃，應(yīng)避免超溫使用。

3.酸度計使用中存在的問題

3.1 環(huán)境濕度對測量過程的影響

有的實驗室（特別是一些中小企業(yè)的實驗室），由于環(huán)境的相對濕度比較大，而導(dǎo)致酸度計顯示的數(shù)字大幅度波動，這是電子芯片的絕緣性降低所導(dǎo)致。解決方法是經(jīng)常進(jìn)行除濕或經(jīng)常開儀器使其預(yù)熱，待儀器穩(wěn)定后再進(jìn)行pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的標(biāo)定工作。

3.2 溫度補償器的使用

對于未帶溫度探頭的酸度計，不能進(jìn)行自動溫度補償，而最常用的是使用儀器上的溫度補償器，在實際工作中發(fā)現(xiàn)不少化驗員在對酸度計進(jìn)行標(biāo)定時，溫度補償器的調(diào)節(jié)溫度不是根據(jù)溶液的溫度進(jìn)行調(diào)整，而是根據(jù)室溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。正確的方法是用溫度補償器調(diào)節(jié)溶液的溫度，即液溫。pH緩沖溶液在不同的溫度下pH值是不同的，對于準(zhǔn)確度要求較高的測量中，操作所帶來的誤差是比較大的。當(dāng)溫度不同時，pH值就會變化，所以這個溫度不是環(huán)境溫度，而是溶液溫度，應(yīng)該先測量pH緩沖溶液的溫度值，根據(jù)該溫度，把溫度補償器調(diào)到該溫度點，再根據(jù)該溫度點的溫度，查pH緩沖溶液在不同溫度下的pH值，然后根據(jù)該溫度下的pH值進(jìn)行標(biāo)定，這樣才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確。在測量被測溶液時，被測溶液的溫度應(yīng)與pH緩沖溶液的溫度相一致，否則需進(jìn)行換算。對于帶有溫度自動補償探頭的酸度計，標(biāo)定時的原理跟手動一樣，pH緩沖溶液的選擇可以根據(jù)使用說明書進(jìn)行，一般進(jìn)口的pH計均設(shè)有多種標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定方法，應(yīng)分別對待。

3.3 電磁場對測量結(jié)果的影響

在某些特殊條件下的測定如在恒溫水浴中測定待測液的pH值，在電水浴加熱過程中會產(chǎn)生磁場，使pH計讀數(shù)產(chǎn)生較大的跳動，且嚴(yán)重偏離實際值，造成測量分析不準(zhǔn)?？刹捎煤銣睾箨P(guān)閉加熱電源的方法來排除上述干擾。

3.4 測量過程中異常情況的處理

如在儀器使用時出現(xiàn)不正常狀況，首先要判斷是電極故障還是電路系統(tǒng)故障，手邊若有好電極，可先更換試一試，如果沒有可將儀器輸人端短路，如能調(diào)零，而且“定位”調(diào)節(jié)可調(diào)到pH=7，說明電路系統(tǒng)基本正常。否則要與維修人員聯(lián)系進(jìn)行修理，注意修理完后要進(jìn)行校準(zhǔn)。

酸度計性能的好壞將直接影響儀器分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在酸度計的使用中若能夠正確操作，合理維護(hù)電極，排除影響測試結(jié)果的主要因素，可大大減小pH示值誤差，延長使用壽命，提高測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳成新，黃志凡. 酸度計檢定方法的探討[J].計量與測試技術(shù)，2004，1（10）：101-102

[2] JJG 119—2005 實驗室pH（酸度）計計量檢定規(guī)程