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pH計電極常見問題解決方法
閱讀：2166 發(fā)布時間：2023-1-12
PH電極又稱pH探頭,、pH傳感器（pH electrode,、pH sensor）,，是PH計上與被測物質(zhì)接觸的部分,，用來測量水質(zhì)電極電位的裝置,。
通常有兩種方法測量水相溶液中的pH值：比色法(pH試紙和比色皿)、電位法,。
電位法是能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)在線水質(zhì)測量和過程監(jiān)控的方法,，而且電位法可獲得精確且結(jié)果可重復(fù)的pH值，pH電極測量的核心理論是---能斯特方程,。（能斯特方程,，是指用以定量描述某種離子在A、B兩體系間形成的擴(kuò)散電位的方程表達(dá)式,。在電化學(xué)中,，能斯特方程用來計算電極上相對于標(biāo)準(zhǔn)電勢而言的氧化還原對的平衡電壓。能斯特方程只有在氧化還原對中兩種物質(zhì)同時存在時才有意義,。這一方程把化學(xué)能和原電池電極電位聯(lián)系起來,，在電化學(xué)方面有重大貢獻(xiàn)，德國化學(xué)家瓦爾特·赫爾曼·能斯特（Walther Hermann Nernst,，1864年6月25日-1941年11月18日）,，因此獲1920年諾貝爾化學(xué)獎。）
一、在線PH計電極的原理
電位分析法所用的電極被稱為原電池,。原電池是一個系統(tǒng),，它的作用是使化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢（EMF）,。此電動勢（EMF）由二個半電池構(gòu)成,。其中一個半電池稱作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān),；另一個半電池為參比半電池,，通常稱作參比電極，它一般是與測量溶液相通,，并且與測量儀表相連,。最熟悉也是常用的PH指示電極是玻璃電極。
一套完整的工業(yè)在線pH測量系統(tǒng),，通常由pH傳感器即pH電極,、pH顯示變送器、電極護(hù)套及電纜等四部分構(gòu)成,。
二,、在線PH計電極的標(biāo)定
由于PH傳感器的原理決定，長時間使用由于電解液的消耗和玻璃膜的離子透過能力,，需要對傳感器進(jìn)行定期校準(zhǔn),。
1、在實驗室配制合適的PH標(biāo)準(zhǔn)液PH4.01,、PH6.86或PH9.18任選兩種,，根據(jù)現(xiàn)場水樣的波動范圍選擇標(biāo)準(zhǔn)液。如果現(xiàn)場水質(zhì)經(jīng)常偏酸性,，則選PH4.01,、PH6.86兩種標(biāo)樣;如果現(xiàn)場水質(zhì)經(jīng)常偏堿性，則選PH6.86,、PH9.18兩種標(biāo)樣,。
2、將電極從現(xiàn)場取出,，用蒸餾水漂洗電極,，去除所有的殘存液，如保存液,、過程介質(zhì),、或上次的待測液。電極從標(biāo)準(zhǔn)液取出后,，要用蒸餾水漂洗干凈,，以防止標(biāo)準(zhǔn)液交叉污染,。用軟濕布（纖維類）小心擦干電極上殘存的蒸餾水。絕不能刮擦玻璃感測膜,，以防止靜電累積,。
3、將兩種標(biāo)準(zhǔn)液分別倒入準(zhǔn)備好的兩個燒杯中,。
4,、把電極和ATC（自動溫度補償探頭）浸入第一種標(biāo)準(zhǔn)液PH4.01中，等待30秒,，使電極和溫度探頭達(dá)到熱平衡,，與標(biāo)準(zhǔn)液溫度一樣。打開儀表菜單,，校準(zhǔn)第一點.把主機(jī)讀數(shù)調(diào)到4.01或自動校正時顯示4.01,。如果主機(jī)沒有ATC，要在pH 4.01標(biāo)準(zhǔn)液中插入溫度計和pH電極,，等30秒,，讓電極、溫度計達(dá)到熱平衡,，與標(biāo)準(zhǔn)液溫度一樣。從主機(jī)上輸入測出的溫度值,，再把主機(jī)讀數(shù)調(diào)到4.01或自動校正時顯示4.01,。
5、第一點校準(zhǔn)通過后,，用清水沖洗電極,，再將電極放入第二種標(biāo)準(zhǔn)液中，翻動儀表菜單,，校準(zhǔn)第二點,。
6、兩點校準(zhǔn)完成后,，PH顯示儀表是否通過校驗,、或是否合格。
7,、如果通過,，將電極放回被測液體中，使儀表投入運行,。
8,、如果儀表校準(zhǔn)失敗，再重復(fù)上述過程校準(zhǔn)一遍,，如果還不能通過,，則更換pH電極,。pH電極壽命一般在兩年左右。
三,、pH計電極的常見問題,、解決方法
1、同一樣品,，兩次測量的pH值不一樣,？
溫度變化或樣品本身發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，都會引起pH值的變化,。所以,，應(yīng)盡量保持溫度一致，并且避免化學(xué)反應(yīng),。
2,、同一樣品，同時在兩臺pH計上測量,，讀數(shù)不一致,？
由于兩臺pH計的校正條件不一樣（如不同時間做的校正），造成測量值有差異,。所以要用同一緩沖液在同一時間里對pH計進(jìn)行校正,，然后再同時測定。
3,、為什么緩沖液在有效期內(nèi)已經(jīng)變質(zhì)不能使用了,？
緩沖液的有效期是指未開封使用狀態(tài)下的保存期。一旦開封使用后,，由于空氣中各種霉菌的作用,，緩沖液較易變質(zhì)。（注意：已使用過的緩沖液,，千萬不能倒回原裝瓶中,。）
4、電極需多久校準(zhǔn)一次,？
電極的校準(zhǔn)頻率取決于電極的使用,、保養(yǎng)、樣品性質(zhì)以及測量精度等具體情況,。建議每天校準(zhǔn)一次,，最長不要超過每周一次校準(zhǔn)。更換電極以及長時間不使用,，在使用前必須先校準(zhǔn),。
5、如何保養(yǎng)PH電極,？
電極使用一段時間后,，若發(fā)現(xiàn)斜率變低,、響應(yīng)速度變慢等情況，可嘗試下列方法:
?、偃魷y量樣品中含有蛋白質(zhì),，可用胃蛋白酶/鹽酸洗液清洗電極膜。
?、谌魷y量樣品為油性/有機(jī)液體,，可用丙酮或乙醇沖洗。
?、廴舭l(fā)現(xiàn)電極液絡(luò)部變臟變黑,，可用硫醇清洗液清洗液絡(luò)部。
?、芑罨姌O膜,，活化方法：電極再生液浸泡30秒，再用3mol/L KCl溶液浸泡5小時,。
6,、樣品溫度為10℃，此時儀表顯示的是10℃還是25℃下的PH值,？
酸度計顯示的是溶液在當(dāng)前溫度下的pH值,若在10℃測量,，儀表顯示的是溶液10℃的值,如果需要得到25℃的pH，必須把溶液溫度升/降溫至25℃,，再進(jìn)行測量,。酸度計的溫度補償指的是補償溫度對pH電極的影響，但不能將任何溫度下的pH值補償?shù)?5℃,。
7、為什么電極放在pH7.00的緩沖液中校正后,，顯示為7.02,？
此時緩沖液溫度在20℃左右。由于緩沖液的pH值會隨溫度變化有小量變化,，7.00只是緩沖液在25℃下的值,，而緩沖液在20℃時的值應(yīng)為7.02。pH計能自動補償溫度對緩沖液的影響以保證測量精度,。
8,、pH電極壽命有多長？
pH電極的壽命與測量樣品的性質(zhì),、樣品溫度及使用的頻率,、保養(yǎng)情況有關(guān)。在正常使用,、正確保養(yǎng)的情況下,，pH電極壽命為1至2年,。
9、檢測pH計準(zhǔn)不準(zhǔn)?
測pH計準(zhǔn)不準(zhǔn)?可靠和簡單的方法就是以pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液來進(jìn)行檢定,。取三個pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：pH6.86,、pH4.00、pH9.18（最好是新鮮配制并且溫度相同）,，以pH6.86進(jìn)行定位校準(zhǔn),，以pH4.00進(jìn)行斜率校準(zhǔn)，然后測試pH9.18看pH計是否準(zhǔn)確,，是否合格立見分曉,。如果精度不合格，還可以進(jìn)一步判斷是pH計有問題還是pH電極有問題,。
10,、pH計數(shù)字不穩(wěn)定現(xiàn)象原因總結(jié)
①,、檢查電極是否已損壞,；
②,、應(yīng)該是電極使用的時間太長了,，先校準(zhǔn)看一下是否有效；
?、?、可試下用2.5mmoL/L的KCL溶液浸泡探頭；
?、?、清洗一下玻璃球，是不是時間長了,，上面附著了一些有機(jī)物,，導(dǎo)致反應(yīng)不靈敏；
?、?、在水中存在著一個化學(xué)平CO2+H2O→H++HCO3-，由于一般的純水或地表水都顯弱堿性,，導(dǎo)致該平衡向正反應(yīng)方向移動故pH會一直上升,；
⑥,、在被測水樣中加入中性鹽（如,，KCl）作為離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑，改變?nèi)芤褐械碾x子總強(qiáng)度,，增加導(dǎo)電性,，使測量快速穩(wěn)定,。此方法國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6P04.3-93中規(guī)定：“測量水樣時為了減少液接電位的影響和快速達(dá)到穩(wěn)定，每50mL水樣中加入一滴中性0.1moL/L KCl溶液,。”
雖然此方法改變了水樣中的離子強(qiáng)度,，在一定程度上引起了其pH值得變化，但經(jīng)實驗證明此變化在數(shù)值上只改變了0.01pH左右,，是可以接受的,。但采用這種方法時，一定要意所加的KCL溶液不應(yīng)含任何堿性或酸性的雜質(zhì),。因此,，KCl試劑要采用高純度的，所配溶液的水質(zhì)也要高純度的中性水質(zhì),。