pH計的使用及維護方法.ppt

,pH計的使用,主要內容,原理 使用過程 電極的維護 常見故障及排除方法 溫度補償 重難點回顧,一、pH電極的原理,pHlgH+ 最常用的pH指示電極是玻璃電極。它是一支端部吹成泡狀的對于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管內充填有含飽和AgCl的3mol/l KCl緩沖溶液，pH值為7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的電位差用Ag/AgCl傳導系統(tǒng)導出。 E=E0+ RT1n a H =E0 -0.059pH (25 時）,(1)電極球泡：它是由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在O.10.2mm左右，電阻值250兆歐(25)。 (2)玻璃支持管是支持電極球泡的玻璃管體，由電絕緣性優(yōu)良的鉛玻璃制成，其膨脹系數應與電極球泡玻璃一致。 (3)內參比電極：為銀/氯化銀電極，主要作用是引出電極電位，要求其電位穩(wěn)定，溫度系數小。 (4)內參比溶液：零電位為7pH的內參比溶液，是中性磷酸鹽和氯化鉀的混合溶液 。 (5)電極殼： 通常由聚碳酸酯(PC)塑壓成型或者玻璃制成。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，此時應改用玻璃外殼的pH復合電極。 (6)外參比電極：為銀/氯化銀電極，作用是提供與保持一個固定的參比電勢，要求電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數小。 (7)外參比溶液：氯化鉀溶液或KCl凝膠電解質。 (8)電極導線：為低噪音金屬屏蔽線，內芯與內參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接,(1) 將pH計的電源打開，預熱30min以上。,二、使用過程-1.預熱,(2)將電極下面的管套取下，妥善放好不要讓里面的溶液倒出（KCl或略酸性的緩沖溶液）。于電極下置一燒杯，以洗瓶洗凈電極，另以面紙沾干，將電極置于另一盛裝蒸餾水的燒杯中貼放。,以濾紙或面紙吸干沾濕勿用力擦拭玻璃薄膜,以純水清洗,2.清洗與沾干,3.液位要求,(3)待測溶液的最低液位應該高于甘汞電極處處(紅色箭頭)。,塑膠保護罩,玻璃電極,甘汞電極,補充溶液孔,復合電極構造,注意：塑料保護柵里的玻璃 球泡部分不能與硬物接觸， 任何破損和擦毛都有可能影 響電極的測量精度或造成電 極的損壞。,4.歸零與調整靈敏度,取用pH7.0的溶液測其零點。 至少選2點校準。,歸零后再以pH=10.01或pH=4.01的緩沖液測其靈敏度(或稱為斜率)拭凈后即可使用。電極校正后可以暫時浸漬于純水中待用。,各種廠牌皆有所不同，但原則一致,按cal/meas鍵測量標準溶液的pH，然后按enter鍵儲存 觀察斜率,電極斜率范圍0.90-1.05為合格，一般不用電位校準,5實驗結束,實驗結束，將電極洗凈沾干，置于橡膠套中，橡膠套中應該有足夠的KCl等溶液。蓋上加液孔。,6實驗中注意事項,1.電磁攪拌子應該先行放入，攪動穩(wěn)定后再插入電極。以免電極被砸破。（電極很貴的）。 2.實驗完畢后先提起電極再關電磁攪拌器。 3.電磁攪拌器啟用時應先確認開關已關再慢慢加速。,三、電極的維護,pH電極使用前必須浸泡：對于pH復合電極，若是短時間浸泡（如24小時），則可用除鹽水或蒸餾水或3.0N KCL溶液，若是長時間浸泡則必須采用3.0N KCL溶液。 電極應避免長期浸泡于蒸餾水或蛋白質、酸性氟化物溶液中，并避免與有機硅油脂接觸。 要對pH電極定期進行矯正。斜率范圍（95%-105%） 定期補充電解液3M KCl.,5. 若經長期使用后發(fā)現(xiàn)電極斜率略有降低，可把電極球泡浸泡在4HF中35sec，用蒸餾水洗凈，然后在0.1mol/L鹽酸溶液中浸泡數小時，用去離子水沖洗干凈。 6.被測溶液中如含有易污染敏感球泡或者堵塞液接界的物質，會使電極鈍化，現(xiàn)象是電極斜率降低、響應時間延長、讀數不穩(wěn)定。應根據污染物的性質，以適當溶液清洗。,避免選擇可能溶解聚碳酸樹脂的清洗液：CCl4、C2HCl3、THF、丙酮,四、常見故障及排除方法,五、溫度補償,普通的溫度補償（CyberScan510 ATC接口）是將電極在標定溫度下得到的斜率按能斯特公式換算到當前溫度下的斜率，從而得到當前溫度下正確的pH值。(而25折算，是將當前溫度下的pH值，換算到假定其它條件不變，只是溫度變化到25時的pH值 ) 嚴格意義上溫度補償包括電極斜率和電極零點（包括測量電極和參比電極）的溫度補償。而pH 計上設置的溫度補償，只是補償電極的斜率項（2.303RT/F）.因此，溫度補償對pH 計測量并不是很充分的，也不能完全消除由溫度引起的誤差。只是由于溶液的溫度項和電極零點溫度項，一是無法確定，二是引起的誤差很小，故略去不計！,標準緩沖液隨溫度變化情況表,可見：隨溫度升高，pH逐漸增大；但pH越大，增加的幅度越大，但總體變化都 不大。所以對于測量精度要求不太高的pH，可以不用溫度補償。,設定功能,P1.0記憶清空清除所有已被存儲的數值，避免新舊數據混淆。（默認值NO） P2.0瀏覽電極特性可以據分析用途核查電極參數。 P3.0緩沖溶液的選擇(默認SA) USA緩沖：4.01 7.00 10.01 NIST緩沖：4.01 6.86 9.18 P4.0儀器清零：清除所有儲存的數據和校準數據，但溫度校準值會被繼續(xù)保存。（默認值NO）,六、重難點回顧,如何檢測 pH 電極好壞？ 一般檢測電極，主要以電極的斜率來判斷電極的好壞，同時也可輔以電極的零電位mV值判斷。對于工業(yè)場合電極，出廠標準為斜率95%105%。零電位：15mV，零電位是一個范圍，在此范圍內均是很好的電極，而不是有的儀表廠家給8.2mV，限制電極零電位在8.2mV附近。使用一段時間以后，零電位會發(fā)生變化，60mV以內均是允許的。但斜率應不低于70%，若要求精確一些，則不應低于80%。,為什么pH電極使用前必須浸泡？,pH電極使用前必須浸泡，因為pH球泡是一種特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一層很薄的水合凝膠層，它只有在充分浸泡后才能在膜表面形成穩(wěn)定的H+層，才能與溶液中的H+具有穩(wěn)定的良好響應。若浸泡不充分，則測量時響應值會不穩(wěn)定、漂移。浸泡時間一般為24小時以上即可。 對pH單玻璃電極，可用蒸餾水或3.0mol/LKCL溶液浸泡，單參比電極則只能浸泡在3.0N KCL溶液中。對于pH復合電極，若是短時間浸泡（如24小時），則可用鹽水或蒸餾水或3.0mol/L KCL溶液，若是長時間浸泡則必須采用3.0mol/LKCL溶液。 pH復合電極使用去離子水長期浸泡， 引起的直接后果就是：使一支性能良好的pH復合電極變成一支響應慢、精度差的電極，而且浸泡時間越長性能越差，因為經過長時間的浸泡，會使電極參比系統(tǒng)的KCL濃度大大降低，同時使液接界電勢增大和不穩(wěn)定。,為什么pH 電極必須定期標定校準？ pH 電極使用一段時間后，電位將會發(fā)生很大改變，故必須定期校準。極標定校準的次數取決于試樣、電極性能及對測量的精確度要求。高精度測量（0.03 pH ），應及時校準；一般精度測量（0.1pH），經過一次校準后可連續(xù)使用二周甚至更長時間。只要測量顯示pH 值是準確的就完全沒必要頻繁對電極進行標定。 先測試與被測溶液較接近的標準溶液，根據誤差大小確定是否需要重新校準，在下列情況下，必須重新校準： 1、長期使用的電極及新?lián)Q的電極。 2、測量濃酸（pH 2）以后，或測量濃堿（pH12）以后。 3、測量含有氟化物的溶液或較濃的有機溶液后。 4、被測溶液溫度與標準溶液溫度（或室溫）相差過大時。,定期標定校準,pH電極的清洗，再生方法等注意事項。 電極再生：