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一,、pH原理
1.pH測(cè)試的重要性
許多化學(xué)反應(yīng)取決于pH值的大小,，如化學(xué)反應(yīng)速度，化學(xué)藥品的溶解度,，微生物的生理特性等與pH密切相關(guān),。我們?nèi)粘Ｉ钣闷罚缱詠?lái)水,，食品,、紙張、乃至于藥品,，都經(jīng)過(guò)了pH測(cè)試,。
2.pH由來(lái)
3.pH電極感測(cè)理論
E = E0+2.303RT/nF lgaH+
二、pH與溫度
1.溫度影響pH值,，怎么影響呢？有以下5個(gè)方面：
1）電極斜率
2）pH緩沖液
3）樣品溫度
4）參比元件漂移
5）溫度電極誤差
2）pH緩沖液
3）樣品溫度
4）參比元件漂移
5）溫度電極誤差
2.電極斜率變化
電極斜率會(huì)隨溫度變化,，一般溫度系數(shù)3.35×10-3/℃,，斜率變化可通過(guò)三種方式補(bǔ)償：手動(dòng)，用自動(dòng)溫度補(bǔ)償ATC探頭補(bǔ)償,，儀表根據(jù)當(dāng)前溫度自動(dòng)計(jì)算出斜率,，從而自動(dòng)計(jì)算pH測(cè)試值。
3.緩沖液與樣品pH改變
緩沖液與樣品pH會(huì)隨溫度變化,，在不同的溫度下pH值不同,，因?yàn)槿芤夯瘜W(xué)平衡性與溫度有關(guān)。通常標(biāo)準(zhǔn)液在不同溫度下的pH值已知,，因此可用這種緩沖液校正來(lái)消除溫度引起的誤差,。
下表是各種標(biāo)準(zhǔn)液在不同溫度下的pH值,。由于樣品特性各異，它們的pH值與溫度變化關(guān)系不可預(yù)知,，因此必須在同一溫度下測(cè)試和校正,，報(bào)告溶液的pH值時(shí)要注明溫度，使用ATC探頭,，以達(dá)到*測(cè)試,。
4.參比元件漂移
當(dāng)溫度變化時(shí)，pH電極與參比電極的內(nèi)部參比元件要有一個(gè)達(dá)到熱平衡的過(guò)程,，在這過(guò)程中會(huì)使pH測(cè)值漂移,，不穩(wěn)定。這個(gè)過(guò)程可能持續(xù)很長(zhǎng),，使電極反應(yīng)變慢,。ROSS pH電極使用設(shè)計(jì)的參比元件，減少了熱平衡的時(shí)間,，使電極反應(yīng)快速,。
5.溫度電極誤差
當(dāng)把溫度探頭和pH電極同時(shí)插入溫度顯著變化的溶液中時(shí)，讀數(shù)會(huì)不穩(wěn),，漂移,，原因有二：首先，溫度探頭與pH電極的溫度特性不一致,，延長(zhǎng)了熱平衡和漂移的時(shí)間,；其次，溶液內(nèi)部各點(diǎn)的溫度并不*一致,，有可能使pH電極與溫度探頭或測(cè)的點(diǎn)不一致,。Orion有兩種技術(shù)可以消除這種誤差，分別為L(zhǎng)ogR技術(shù)和pHuture電極技術(shù),。LogR技術(shù)使PerpHecT® pH計(jì)直接感測(cè)到pH電極所處點(diǎn)的溫度,，pHuture在電極頭上有一個(gè)溫度晶片。因此,，pH電極和溫度探頭的反應(yīng)特性,，感測(cè)點(diǎn)都一樣，從而大大減小了溫度電極誤差,。
三,、參考電極
目的：提供一個(gè)穩(wěn)定的比較電位
分類(lèi)：Ag / AgCl， Hg / HgCl2,，ROSS電極
種類(lèi)：?jiǎn)坞A / 雙階參考電極
典型問(wèn)題：▲隔膜堵塞,，如粉粒，蛋白質(zhì)固化
▲填充液中毒,，如Ag+與S2-反應(yīng)
▲電解液濃度改變或污染
▲隔膜電位,，擴(kuò)散電位不穩(wěn)定
隔膜特性：▲隔開(kāi)填充液與樣品
▲隋性,，低阻抗性
▲允許填充液以固定低流速流出
▲不是離子交換特性
▲種類(lèi)：多孔性陶瓷，纖維,、白金,、套筒
▲有的隔膜可更換，如GLI公司五線(xiàn)電極
填充液： 使用高濃度KCl
KCl特性：▲固定[Cl-]
▲化學(xué)活性差,，不易與樣品起反應(yīng)
▲良好導(dǎo)電性
▲陰,、陽(yáng)離子遷移速率相近
單位：cm2 s-1 v-1，at 25℃
| H+ | 36.25×10-4 | OH- | 20.64×10-4 |
| Li+ | 4.01 | F- | 5.74 |
| Na+ | 5.19 | Cl- | 7.91 |
| K+ | 7.62 | NO3- | 7.41 |
| NH4+ | 7.62 | AC- | 4.24 |
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四,、ROSS電極
為克服參比元件漂移的影響,，Orion專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出了ROSS電極。我們知道,，參考元件一般為Ag/AgCl或Hg / HgCl2,，這兩種元件的溶解率隨溫度變化，甘汞電極通常在經(jīng)過(guò)溫度變化后,，返回原溫度時(shí),，讀數(shù)無(wú)法回到原讀值，故甘汞電極不太適用于溫度有變化的場(chǎng)合,。Ag/ AgCl溶解率也隨溫度變化,，為消除此影響，通常感測(cè)電極也使用Ag/ AgCl,，因測(cè)的是比較電位,，故參比元件與感測(cè)元件同時(shí)改變不會(huì)影響讀數(shù)，但是,，當(dāng)復(fù)合電極浸入高溫溶液時(shí),，兩個(gè)內(nèi)部元件因距表面位置不同會(huì)造成一段時(shí)間的漂移。
由Dr. James ROSS所開(kāi)發(fā)的ROSS電極可解決問(wèn)題,，參考元件采用*水溶性的I / KI溶液及白金線(xiàn),，該組合的電位不受溫度影響，準(zhǔn)確度,、度也大大提高,。
ROSS電極特點(diǎn)：
▲快速反應(yīng)
當(dāng)樣品溫度變化顯著時(shí),ROSS電極可快速地達(dá)到熱平衡。
▲溫度特性佳
假設(shè)將傳統(tǒng)電極與ROSS電極同時(shí)浸在25℃時(shí)的pH4.01 標(biāo)準(zhǔn)液中,，然后移到75℃的標(biāo)準(zhǔn)液中，此時(shí)ROSS電極幾乎立即反應(yīng)出準(zhǔn)確值pH4.13,，而傳統(tǒng)式電極測(cè)值則在3分鐘后才開(kāi)始向pH4.13移動(dòng),，當(dāng)兩支電極再浸回25℃的標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，ROSS電極在30 秒內(nèi),，讀值可達(dá)4.01,，而傳統(tǒng)電極則明顯有極大誤差,！
▲隔膜耐堵塞
ROSS電極不產(chǎn)生沉淀物，因而不會(huì)堵塞電極隔膜,。
▲無(wú)樣品污染
傳統(tǒng)電極會(huì)析出金屬離子到樣品中,，ROSS電極不含Ag+，Hg2+,，因而不會(huì)污染樣品,，可用于測(cè)試不允許微量金屬離子存在的樣品，如生化試劑,、食品,、藥品等。
▲雙階設(shè)計(jì)
允許填充與樣品相似的溶液,，以減小隔膜電位影響,。例如在測(cè)定強(qiáng)酸，強(qiáng)堿或非水溶液,，有時(shí)為避免K+,，Cl-干擾，并可更換填充液,。
▲ Sure-FLow® Junction
清洗方便,，恒流設(shè)計(jì)，用于臟,，粘樣品,。
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