一、正确使用与保养电极 * V# e$ _4 |2 J" j$ B$ s2 ^) E
目前实验室使用的电极都是复合电极,其优点是使用方便,不受氧化性或还原性物质的影响,且平衡速度较快。使用时,将电极加液口上所套的橡胶套和下端的橡皮套全取下,以保持电极内氯化钾溶液的液压差。下面就把电极的使用与维护简单作一介绍:6 }6 j5 R3 H1 p# v/ u2 J
1、复合电极不用时,可充分浸泡3M氯化钾溶液中。切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。
+ f$ D/ @& v* S. _4 q+ B: @2、使用前,检查玻璃电极前端的球泡。正常情况下,电极应该透明而无裂纹;球泡内要充满溶液,不能有气泡存在。
6 `# P" f: s- `& [$ M5 x8 V3、测量浓度较大的溶液时,尽量缩短测量时间,用后仔细清洗,防止被测液粘附在电极上而污染电极。
( I& R3 Q- `( `- }! e' J4、清洗电极后,不要用滤纸擦拭玻璃膜,而应用滤纸吸干,避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染,影响测量精度。
+ O$ F2 y& q0 P5、测量中注意电极的银—氯化银内参比电极应浸入到球泡内氯化物缓冲溶液中,避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时,注意将电极轻轻甩几下。/ R) c6 z. S$ F! N8 X
6、电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。
( G7 n% C( |1 T! x$ ~4 V7、严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。9 M( W2 y# ?2 Q$ x+ U
1 b/ @2 `" N; J3 X5 [二,pH计的正确校准
1 G* @2 b# G: N" S: HpH计因电计设计的不同而类型很多,其操作步骤各有不同,因而pH计的操作应严格按照其使用说明书正确进行。在具体操作中,校准是pH计使用操作中的一重要步骤。下表的数据是精度为0.01级、经过计量检定合格的pH计在未校准时与校准后的测量值,从中可以看出校准的重要性。
0 V8 J. g& `' _) d- S# W. F标准pH
/ m% m: E& h# h3 ` | 校准前误差(pH) # X! v, k3 x6 @; ]. k* |3 C/ M
| 校准后误差(pH) ) ^ D8 e7 Z: t6 \* O) t' ~. @1 q
| 13.000 " [; c" p7 T, k0 [( R; Q8 K! M
| 00.0600
1 w1 ?8 X( T4 T) o; B9 K' y | 00.0000 9 Y" r1 M- ?0 V' t+ o3 {
| 12.000 2 x ^$ ~. F8 t% o8 v
| 00.0450
# V& ^/ y( l b+ p3 i) E$ s | 00.0005 - X# h9 D0 ]% K0 C
| 11.000
$ k& W2 Y; P% D. r/ l | 00.0500 9 ^" G, ?0 ^ E) I4 _1 |
| 00.0010
" Q# A& D L' Z9 n/ L& w0 \4 V* R/ a | 10.000 & D5 ]2 p+ W) s/ o8 @2 ?
| 00.0300 5 q' W Y+ {. P3 C) W+ c4 `
| 00.0000 7 L5 S" d8 T/ @" K
| 9.000 . b( ^2 c! g) D$ R: O5 F+ b2 ^8 c
| 00.0200 ( W* Z; x& U, }( U% \0 U. t4 F u
| 00.0005 6 `$ |- N7 U* g' a; @2 G
| 8.000
+ w( p' f3 e1 L! k. i6 r* H$ Y$ J | 00.010
* K: r4 E: `" C( a5 | | 00.0005 $ {2 G9 y" ]4 _ [3 g5 {
| 7.000 & {) o( l3 R/ K/ a
| 00.0015 - Q g. D( c& E
| 00.0000 5 s" @2 ^- f* J+ f# r& I6 A2 h
| 6.000 : l* r& p: ~( r6 l M6 {* }
| -00.0100
& l# Y1 p" l' x. }/ _& ^ | -00.0005 , K# F2 B; f& K4 @6 v e, o
| 5.000
$ Y3 M% J! L1 i: a5 X9 X | -00.0105 . J) n1 n2 p( S! m& x
| 00.0005
: e! U2 c( K) j | 4.000 - Q5 E# R* M$ r. d
| 00.0150 3 R! L. _ p$ `8 J, P# F
| 00.0000 0 @# l/ v5 b* E) ~' y) o
| 3.000 " b8 J4 H& i8 |+ [. ]
| -00.0300 * {, [1 [- H" q# `
| 00.0000 * g! b% N& D- X* q9 {9 x( ^4 f: S. I
| 2.000
8 _+ }# O9 V/ Y! J | -00.0200 5 k0 ]" T; Q9 U4 t- M
| -00.0003
- h* T- t# \1 o9 f | 1.000
0 H6 D# @2 t8 s | -00.0350 7 T/ g& v) A! T* P6 ?; J
| -00.0001
# E7 H* ~6 a" t, y1 @7 \ |
5 ^+ I9 b6 j( C9 l3 G; X$ w
* _/ V$ W* J' I
尽管pH计种类很多,但其校准方法均采用两点校准法,即选择两种标准缓冲液:一种是pH7标准缓冲液,第二种是pH9标准缓冲液或pH4标准缓冲液。先用pH7标准缓冲液对电计进行定位,再根据待测溶液的酸碱性选择第二种标准缓冲液。如果待测溶液呈酸性,则选用pH4标准缓冲液;如果待测溶液呈碱性,则选用pH9标准缓冲液。若是手动调节的pH计,应在两种标准缓冲液之间反复操作几次,直至不需再调节其零点和定位(斜率)旋钮,pH计即可准确显示两种标准缓冲液pH值。则校准过程结束。此后,在测量过程中零点和定位旋钮就不应再动。若是智能式pH计,则不需反复调节,因为其内部已贮存几种标准缓冲液的pH值可供选择、而且可以自动识别并自动校准。但要注意标准缓冲液选择及其配制的准确性。 " L% p9 ~4 x8 @1 j, _+ `
其次,在校准前应特别注意待测溶液的温度。以便正确选择标准缓冲液,并调节电计面板上的温度补偿旋钮,使其与待测溶液的温度一致。不同的温度下,标准缓冲溶液的pH值是不一样的。如下表所示:
5 S1 M6 [6 r5 t- p/ I& G( w4 y温度(℃) & ]: j9 E1 Z D
| pH7 / e' n/ F) d- W Z g+ b6 H2 M
| pH4
+ ?! }" w; M' r4 z$ _ | pH9.2
. f$ Y2 G+ A. ?; z0 ~ | 10 4 \/ |) h8 f* I
| 6.92
: F T. U: [. }1 z& R; N | 4.00 - r5 @4 Z! s4 V; ]
| 9.33 6 w0 o! F2 C" w* O: p+ i
| 15 $ H5 ^4 o; d1 \
| 6.90 5 Q* r4 i6 M$ {2 C& X/ p' C1 ]; l
| 4.00 - N( h* z9 k4 V. L
| 9.28 ! l1 _# Y( h/ _1 `& @
| 20 9 q$ B$ H% z' a' k
| 6.88
5 H/ S. ~3 l# |4 r, l1 |4 g; |0 { | 4.00 W- }" n' q$ E' }! E1 o E1 x: E
| 9.23
9 _$ ?5 m. c) a9 P5 {; D0 { | 25
% Q- |9 S( I3 {3 g+ Y/ E | 6.86 3 Q B2 d7 ^! J7 f% D0 v$ H& Q
| 4.00
- i' `; G; e$ Z- e/ Y: m# D9 i* n | 9.18
/ q+ V1 v1 l+ f* S& L) ~ | 30 # k, P8 d. C, U! |3 n5 ]
| 6.85
! g- {: h) P, m5 J/ e | 4.01 2 I: q3 N! A& w9 ^. ?: g: \
| 9.14
4 G( z) `% b- ^5 B% ~' V- j2 f | 40
- W7 H3 \+ N E* [" S+ m: \ | 6.84
. \" W3 }3 T4 V- _( v# H | 4.03 9 l: g, L+ `3 [
| 9.01
: B/ y8 m$ @+ d8 x& k* t. S# g7 ^ | 50
; ?$ b! c8 k! J | 6.83 # m; M9 I) ?% Z8 i% k# | `
| 4.06
3 P0 e9 ^$ ?% U, }1 E- E | 9.02
' V8 |+ h; E% K- N' u) I | 50
( `! E8 g, K6 b | 6.83 : Q6 e9 [ x! T- U, p
| 4.06 7 [- h$ a$ H* ]6 }8 W
| 9.02
# U5 a- B6 C- `! e9 b; Q- b! }8 h |
校准工作结束后,对使用频繁的pH计一般在48小时内仪器不需再次定标。如遇到下列情况之一,仪器则需要重新标定: ; w2 j. E, r: C" B
⑴溶液温度与定标温度有较大的差异时; , J! m$ w% y9 s; a
⑵电极在空气中暴露过久,如半小时以上时;
' p) I B0 U! {- j0 B⑶定位或斜率调节器被误动; u6 r0 A$ E7 ?6 ]4 D
⑷测量过酸(pH<2)或过碱(pH>12)的溶液后; 6 a: J; D6 g) ^+ z6 K- I
⑸换过电极后;* p: t; \9 M) @; C1 A# x- |
⑹当所测溶液的pH值不在两点定标时所选溶液的中间,且距pH=7又较远时。
% x) J- x) @7 @/ R5 A# g* d" FpH计缓冲液与pH电极相关常见问题
) m4 ^3 C a( `5 O) m: S三,如何正确保存和使用pH缓冲溶液;$ m) D# ^& u: S4 |6 k
缓冲溶液配制后,应装在玻璃瓶或聚乙烯瓶中(碱性的pH缓冲液如pH9.18、pH10.01、pH12.46等,应装在聚乙烯瓶中)瓶盖严密盖紧,在冰箱中低温(5~10℃)保存,一般可使用二个月左右,如发现有混浊、发霉或沉淀等现象,不能继续使用。使用时,应准备几个50ml的聚乙烯小瓶,将大瓶中的缓冲溶液倒入小瓶中,并在环境温度下放置1~2小时,等温度平衡后再使用。使用后不得再倒回大瓶中,以免污染,小瓶中的缓冲溶液在>10℃的环境条件下可以使用2~3天,一般pH7.00、pH6.86及pH4.00三种溶液使用时间可以长一些,pH9.18和pH10.01溶液由于吸收空气中的二氧化碳,其pH值比较容易变化。# h- T2 t' W/ r' Y* C$ _ Z
四,pH电极为什么要浸泡?如何正确浸泡pH复合电极? $ [ C5 Z4 D; e3 i- l6 a
原因分析:pH电极使用前必须浸泡,因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜,在玻璃膜表面有一很薄的水合凝胶层,它只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的H离子有良好的响应。同时,玻璃电极经过浸泡,可以使不对称电势大大下降并趋向稳定。pH玻璃电极一般可以用蒸馏水或pH4缓冲溶液浸泡。通常使用pH4缓冲液更好一些,浸泡时间8小时至24小时或更长,根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。同时,参比电极的液接界也需要浸泡。因为如果液接界干涸会使液接界电势增大或不稳定,参比电极的浸泡液必须和参比电极的外参比溶液一致,即3.3mol/LKCL溶液或饱和KCL溶液,浸泡时间一般几小时即可。
- Z6 j8 B- G, d% \* P B正确浸泡pH复合电极:浸泡在含KCL的pH4缓冲溶液中,这样才能对玻璃球泡和液接界同时起作用。这里要特别提醒注意,因为过去人们使用单支的pH玻璃电极已习惯于用去离子水或pH4缓冲液浸泡,后来使用pH复合电极时依然采用这样的浸泡方法,甚至在一些不正确的pH复合电极的使用说明书中也会进行这种错误的指导。这种错误的浸泡方法引起的直接后果就是使一支性能良好的pH复合电极变成一支响应慢、精度差的电极,而且浸泡时间越长性能越差,因为经过长时间的浸泡,液接界内部(例如砂芯内部)的KCL浓度已大大降低了,使液接界电势增大和不稳定。当然,只要在正确的浸泡溶液中重新浸泡数小时,电极还是会复原的。 _1 G" e k3 C; E" ]7 k
另外,pH电极也不能浸泡在中性或碱性的缓冲溶液中,长期浸泡在此类溶液中会使pH玻璃膜响应迟钝。正确的pH电极浸泡液的配制:取pH4.00缓冲剂(250ml)一包,溶于250ml纯水中,再加入56克分析纯KCl,适当加热,搅拌至完全溶解即成。 % z4 V' `7 I4 U' K7 H
五,一般pH计的电极能用多长时间?
0 b' ~0 M& ]8 f这个问题是很多用户经常询问的,但却不是简单几个字能够回答的。首先介绍国家标准(ZBN50003-88)对电极“寿命”的规定:“电极的保证期:从电极上所标注的制造日期起,在一年内的存放期内拆箱使用时,其性能应符合本标准的全部要求。在保证期内,如发现电极因制造厂的原因而不能正常工作时,制造厂应负责修理或退换’。这里讲的很清楚,电极的质量保证期限,以没有经过使用为前提,期限一年,因此很多人就笼统的讲电极的寿命是一年,其实这是不对的。这里里面除了电极本身品质以外还有一个使用和保养的问题。首先是使用介质,相同的电极会接触不同的介质,有的介质很干净,如自来水,有的介质是强酸强碱甚至高温。第二是使用时间,有的是偶尔使用,有的是长期连续使用。第三是是否清洗保养,因此这里面就会有很大的不一样,一般来讲,一支电极如果在很短的时间内失效,就有可能是电极型号选择不对或者使用者保养不当,这种情况生产厂是不负责退赔的。当然,如果电极虽经使用,但外观仍很好,并无不良使用的痕迹,就有可能是电极质量原因,生产厂一般也会负责退赔的。至于有些电极号称长寿命电极,其实也是有些问题的。电极的一般使用时间为半年至一年,使用条件差的工业pH电极时间可能更短一些。
# ]& H% D/ i5 N* E5 K% r# m六,pH电极如何清洗?
+ y7 d! l7 G& |) e T球泡和液接界污染后先用以下溶剂清洗,再用去离子水洗去溶剂,将电极浸入浸泡掖中活化。
! e! O& X( ]9 }% p污染物 - N3 q9 [2 K' }- A s" x
| 清洗剂 + G4 l8 M2 D5 k
| 无机金属氧化物 " P) Y$ j1 L- Q- ]0 S
| 低于1mol/L稀酸
1 A# e8 B+ A- E1 k% G7 _ | 有机油脂类物
& I. K! R. h& R1 D9 N | 稀洗涤剂(弱酸性)
: j" J9 A$ _* Q; s; @4 l r | 树脂高分子物质 / X# x/ V+ W& E
| 稀酒精、丙酮、乙醚
4 `( {. G* Q4 K: k& T | 蛋白质血球沉淀物
# ~7 [: I1 X9 m6 e1 [' [ | 酸性酶溶液(如食母生片)
1 x# u8 D0 k# F9 P5 Y | 颜料类物质 ) ]- T- s: `- a }6 V( R
| 稀漂白掖、过氧化氢 3 l* N' E7 K5 u6 {
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七,怎么正确使用pH计的复合电极?
, m/ C* A0 d9 ] h( Q, t6 E⑴球泡前端不应有气泡,如有气泡应用力甩去。 9 l$ O: V3 a/ f0 T" S& J# k/ G
⑵电极从浸泡瓶中取出后,应在去离子水中晃动并甩干,不要用纸巾擦拭球泡,否则由于静电感应电荷转移到玻璃膜上,会延长电势稳定的时间,更好的方法是使用被测溶液冲洗电极。
4 ^( s3 i& ?' e8 y. O" q' R⑶pH复合电极插入被测溶液后,要搅拌晃动几下再静止放置,这样会加快电极的响应。尤其使用塑壳pH复合电极时,搅拌晃动要厉害一些,因为球泡和塑壳之间会有一个小小的空腔,电极浸入溶液后有时空腔中的气体来不及排除会产生气泡,使球泡或液接界与溶液接触不良,因此必须用力搅拌晃动以排除气泡。
; J0 k N( G5 @0 c; n⑷在粘稠性试样中测试之后,电极必须用去离子水反复冲洗多次,以除去粘附在玻璃膜上的试样。有时还需先用其他溶液洗去试样,再用水洗去溶剂,浸入浸泡液中活化。 * Y3 c; y7 \3 C- x3 a
⑸避免接触强酸强碱或腐蚀性溶液,如果测试此类溶液,应尽量减少浸入时间,用后仔细清洗干净。 4 r) p4 M Q& S! K' E
⑹避免在无水乙醇、浓硫酸等脱水性介质中使用,它们会损坏球泡表面的水合凝胶温度补偿对pH计(酸度计)测量有哪些影响层。
* Y5 c) @4 l! k6 Q⑺塑壳pH复合电极的外壳材料是PPS,如遇损坏电极外壳介质,此时应改用玻璃外壳的pH复合电极。 ' K% e) R8 N! {3 R. a2 Z# g$ j
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