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pH計(jì)測量問題盤點(diǎn)
1.高溫下的pH測量
水溶液高溫一般是指60℃以上，在這種條件下溶液對玻璃電極的侵蝕作用特別嚴(yán)重，尤其在堿性pH范圍時(shí)更為強(qiáng)烈，這種侵蝕作用引起玻璃電極電勢的漂移，以至性能變劣。
在制藥、發(fā)酵、食品等工業(yè)中微生物繁殖罐，pH測量要求玻璃電極能承受120-130℃的高溫消毒作用，也就是要求電極能夠承受高溫溶液的侵蝕作用。
高溫測量需要解決的另一問題是參比電極的穩(wěn)定性。
為防止高溫下AgCl溶解，采用加厚AgCl層，電極溶液中加入固體AgCl或采用AgCl單晶作參比電極；亦可將參比電極接于高溫區(qū)外，通過鹽橋進(jìn)行連接。
2.低溫下的pH測量
低溫時(shí)，玻璃電極內(nèi)阻急劇上升，因此應(yīng)選用低內(nèi)阻pH玻璃電極，在電極內(nèi)溶液中加入有機(jī)溶劑，可使冰點(diǎn)下降。
3.非水溶液的pH測量
非水溶液是指由非水溶劑組成的溶液，包括純粹非水溶液和部分非水溶液。
許多溶于有機(jī)溶劑的電解質(zhì)，也需要進(jìn)行pH值測量。常用有機(jī)溶劑有乙醇、乙二醇類、醚、酰胺、腈類、酮類等。它們?nèi)芙怆娊赓|(zhì)的能力與它們的介電常數(shù)ε有關(guān)。它們的介電常數(shù)與水有明顯差別（水ε=78.3），可能比水高或低。例如丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺介電常數(shù)ε分別為20.7、24.3、32.6、36.7、42.5、109.5。由于有機(jī)溶劑介電常數(shù)與水不同，因此每一種溶劑的pH范圍以及中性點(diǎn)與水有明顯差別。
隨著工業(yè)發(fā)展、科技進(jìn)步對非水溶液pH值測量的研究已經(jīng)逐步開展。研究較為成熟的是重水、丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺等。
純凈水在化學(xué)上是中性的，水的離子積常數(shù)Kw在250C時(shí)等于10的-14次方。水溶液“常用pH范圍”的幅度通常定義為：
?。璴ogKw=14因此，pH測量范圍從0到14.
水溶液中性點(diǎn)pHn是H+和OH-濃度相等時(shí)的pH值。pHn=-1/2logKw
pHn與溫度有關(guān)，在250C時(shí)，pHn=,7.00，在1000C時(shí)pHn=6.13，見附表。
Z溶劑的pH范圍定義為；
pH范圍（z）=-log（KAP）Z,（KAP）Z是Z的離子積（也稱離子遷移數(shù)）。在250C
Z=水時(shí),Kap=10-14pH范圍為14pH。pHn=7
Z=乙腈，Kap=10-28pH范圍為28pH。pHn=14
Z=甲酰胺Kap=10-17pH范圍為17pH。pHn=8.5
注意：在水溶液中pH=14意味著堿性zui大時(shí)的pH值，在乙腈溶液中pH=14僅為中性點(diǎn)。所以在不同溶劑pH值比較時(shí)要引起注意，即不同溶劑pH值它們之間沒有什么可比性。
非水溶液pH值測量時(shí)的注意事項(xiàng)：
非水溶液導(dǎo)電性差，參比電極與被測溶液之間會(huì)形成一個(gè)大而不穩(wěn)定液接電位，從而造成相當(dāng)大的測量誤差。參比電極與pH玻璃電極盡量靠近，參比電極電解液KCL滲透量要大（外參比電極電解液KCL滲透量要大）。采用復(fù)合電極。由于復(fù)合電極中指示電極與參比電極距離近而且固定，有利于在非水溶液中獲得穩(wěn)定而重復(fù)的電位，pH測量池應(yīng)有良好屏蔽。
在測量乳狀物（emulsion）或者油的溶液，正確選擇液接界的種類、液接界容易更新和清潔是非常重要的。推薦開放式或套筒式液接界能適用于某些非水溶液測量。
在線測量時(shí)，嚴(yán)格控制流速（層流流動(dòng)）。避免湍流產(chǎn)生。
參比電極溶液的溶劑應(yīng)該以被測溶液組成作溶劑，以消除不穩(wěn)定的液接界電位或者采用雙鹽橋溶液。
測量非水溶液后pH玻璃電極往往會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)特征下降，此時(shí)應(yīng)選擇清洗劑清洗電極，然后浸置于0.1mol/LHCL中幾小時(shí)，可使電極得到恢復(fù)。
測量含有脂肪、蛋白質(zhì)的溶液后，可將電極浸入含有強(qiáng)的胃蛋白酶（Pepsin）HC混合溶劑中幾小時(shí)，然后用水淋洗。
對于與水相類似的非水介質(zhì)，例如重水，水一醇體系的pH測量，玻璃電極在這類溶劑中能較長時(shí)間保持電勢的穩(wěn)定。將電極浸泡于該溶劑中經(jīng)過一天，電極達(dá)到平衡，然后使用這種溶劑配置的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn)電極，按此方法測得pH值是相對pH值或稱表觀pH值。
非水溶液pH測量電極，采用鋰玻璃電極，而不要采用鈉玻璃pH電極（鋰玻璃pH電極帶藍(lán)色，鈉玻璃pH電極球泡為白色）。因?yàn)閷τ诓Ａщ姌O來說，必須有水份才能形成具有pH響應(yīng)的“水合凝膠層”，鋰玻璃電極比鈉玻璃電極對水分要求小得多。
非水測量時(shí)，應(yīng)采用大量程的pH計(jì)（超出滿度pH14范圍），
關(guān)于pH計(jì)測量的幾個(gè)重要問題
4膠體及渾濁液的pH測量
在這類樣品中，玻璃電極一般能正常響應(yīng)，如玻璃電極被沾污，可按照玻璃電極清洗和維護(hù)方法處理，問題往往出現(xiàn)在參比電極液接界端面，帶電荷的膠團(tuán)或微粒容易引起液接界電勢不穩(wěn)定，一般采用二種方法解決：
增大鹽橋溶液的滲出速度，以減少膠團(tuán)和微粒對液接界影響。
5高堿、高酸樣品的pH測量
在pH>10的堿性溶液中，應(yīng)使用鋰玻璃電極，可減少堿誤差，目前一般pH玻璃電極堿誤差較?。籶H>12時(shí)，堿誤差增大，由于電極較長時(shí)間浸置于堿液中，電極會(huì)出現(xiàn)電位漂移、響應(yīng)遲鈍等現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)將電極用水沖洗干凈，然后浸置于0.1mol/LHCL中24h，經(jīng)此處理，電極性能可恢復(fù)。
在高堿溶液中，外參比液接界材料、陶瓷芯、石棉絲容易受到堿液的侵蝕而損壞。
在酸性溶液（pH<2）中，出現(xiàn)酸誤差,使用鋰玻璃電極，在酸性溶液中出現(xiàn)電勢漂移等現(xiàn)象，可將電極浸入蒸餾水后，一般可恢復(fù)。
在堿性、酸性測量時(shí)，定位的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該愈接近被測溶液pH值愈好，以減少殘余液接界電勢。
在堿性溶液校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意空氣中CO2對標(biāo)準(zhǔn)溶液的影響.pH=10標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)過12h與空氣接觸,由于CO2影響pH變化0.22單位,pH=9.18標(biāo)準(zhǔn)溶液pH變化0.02單位。所以在堿性溶液校準(zhǔn)時(shí)使用密封容器，使用時(shí)打開用畢后蓋好，并把電極浸入溶液中。
6.含氫氟酸（HF）溶液的pH測量
在酸性介質(zhì)中，如果氟化物濃度大于10-6mol/L時(shí)，就會(huì)對玻璃電極嚴(yán)重腐蝕，一般采用兩種辦法：
?。?）用玻璃電極迅速測量。
（2）使用金屬銻電極。推薦使用上海沃懋儀表科技有限公司的PHG8006型在線pH計(jì)及P8T3B型耐氫氟酸pH電極。
水溶液高溫一般是指60℃以上，在這種條件下溶液對玻璃電極的侵蝕作用特別嚴(yán)重，尤其在堿性pH范圍時(shí)更為強(qiáng)烈，這種侵蝕作用引起玻璃電極電勢的漂移，以至性能變劣。
在制藥、發(fā)酵、食品等工業(yè)中微生物繁殖罐，pH測量要求玻璃電極能承受120-130℃的高溫消毒作用，也就是要求電極能夠承受高溫溶液的侵蝕作用。
高溫測量需要解決的另一問題是參比電極的穩(wěn)定性。
為防止高溫下AgCl溶解，采用加厚AgCl層，電極溶液中加入固體AgCl或采用AgCl單晶作參比電極；亦可將參比電極接于高溫區(qū)外，通過鹽橋進(jìn)行連接。
2.低溫下的pH測量
低溫時(shí)，玻璃電極內(nèi)阻急劇上升，因此應(yīng)選用低內(nèi)阻pH玻璃電極，在電極內(nèi)溶液中加入有機(jī)溶劑，可使冰點(diǎn)下降。
3.非水溶液的pH測量
非水溶液是指由非水溶劑組成的溶液，包括純粹非水溶液和部分非水溶液。
許多溶于有機(jī)溶劑的電解質(zhì)，也需要進(jìn)行pH值測量。常用有機(jī)溶劑有乙醇、乙二醇類、醚、酰胺、腈類、酮類等。它們?nèi)芙怆娊赓|(zhì)的能力與它們的介電常數(shù)ε有關(guān)。它們的介電常數(shù)與水有明顯差別（水ε=78.3），可能比水高或低。例如丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺介電常數(shù)ε分別為20.7、24.3、32.6、36.7、42.5、109.5。由于有機(jī)溶劑介電常數(shù)與水不同，因此每一種溶劑的pH范圍以及中性點(diǎn)與水有明顯差別。
隨著工業(yè)發(fā)展、科技進(jìn)步對非水溶液pH值測量的研究已經(jīng)逐步開展。研究較為成熟的是重水、丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺等。
純凈水在化學(xué)上是中性的，水的離子積常數(shù)Kw在250C時(shí)等于10的-14次方。水溶液“常用pH范圍”的幅度通常定義為：
?。璴ogKw=14因此，pH測量范圍從0到14.
水溶液中性點(diǎn)pHn是H+和OH-濃度相等時(shí)的pH值。pHn=-1/2logKw
pHn與溫度有關(guān)，在250C時(shí)，pHn=,7.00，在1000C時(shí)pHn=6.13，見附表。
Z溶劑的pH范圍定義為；
pH范圍（z）=-log（KAP）Z,（KAP）Z是Z的離子積（也稱離子遷移數(shù)）。在250C
Z=水時(shí),Kap=10-14pH范圍為14pH。pHn=7
Z=乙腈，Kap=10-28pH范圍為28pH。pHn=14
Z=甲酰胺Kap=10-17pH范圍為17pH。pHn=8.5
注意：在水溶液中pH=14意味著堿性zui大時(shí)的pH值，在乙腈溶液中pH=14僅為中性點(diǎn)。所以在不同溶劑pH值比較時(shí)要引起注意，即不同溶劑pH值它們之間沒有什么可比性。
非水溶液pH值測量時(shí)的注意事項(xiàng)：
非水溶液導(dǎo)電性差，參比電極與被測溶液之間會(huì)形成一個(gè)大而不穩(wěn)定液接電位，從而造成相當(dāng)大的測量誤差。參比電極與pH玻璃電極盡量靠近，參比電極電解液KCL滲透量要大（外參比電極電解液KCL滲透量要大）。采用復(fù)合電極。由于復(fù)合電極中指示電極與參比電極距離近而且固定，有利于在非水溶液中獲得穩(wěn)定而重復(fù)的電位，pH測量池應(yīng)有良好屏蔽。
在測量乳狀物（emulsion）或者油的溶液，正確選擇液接界的種類、液接界容易更新和清潔是非常重要的。推薦開放式或套筒式液接界能適用于某些非水溶液測量。
在線測量時(shí)，嚴(yán)格控制流速（層流流動(dòng)）。避免湍流產(chǎn)生。
參比電極溶液的溶劑應(yīng)該以被測溶液組成作溶劑，以消除不穩(wěn)定的液接界電位或者采用雙鹽橋溶液。
測量非水溶液后pH玻璃電極往往會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)特征下降，此時(shí)應(yīng)選擇清洗劑清洗電極，然后浸置于0.1mol/LHCL中幾小時(shí)，可使電極得到恢復(fù)。
測量含有脂肪、蛋白質(zhì)的溶液后，可將電極浸入含有強(qiáng)的胃蛋白酶（Pepsin）HC混合溶劑中幾小時(shí)，然后用水淋洗。
對于與水相類似的非水介質(zhì)，例如重水，水一醇體系的pH測量，玻璃電極在這類溶劑中能較長時(shí)間保持電勢的穩(wěn)定。將電極浸泡于該溶劑中經(jīng)過一天，電極達(dá)到平衡，然后使用這種溶劑配置的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn)電極，按此方法測得pH值是相對pH值或稱表觀pH值。
非水溶液pH測量電極，采用鋰玻璃電極，而不要采用鈉玻璃pH電極（鋰玻璃pH電極帶藍(lán)色，鈉玻璃pH電極球泡為白色）。因?yàn)閷τ诓Ａщ姌O來說，必須有水份才能形成具有pH響應(yīng)的“水合凝膠層”，鋰玻璃電極比鈉玻璃電極對水分要求小得多。
非水測量時(shí)，應(yīng)采用大量程的pH計(jì)（超出滿度pH14范圍），
關(guān)于pH計(jì)測量的幾個(gè)重要問題
4膠體及渾濁液的pH測量
在這類樣品中，玻璃電極一般能正常響應(yīng)，如玻璃電極被沾污，可按照玻璃電極清洗和維護(hù)方法處理，問題往往出現(xiàn)在參比電極液接界端面，帶電荷的膠團(tuán)或微粒容易引起液接界電勢不穩(wěn)定，一般采用二種方法解決：
增大鹽橋溶液的滲出速度，以減少膠團(tuán)和微粒對液接界影響。
5高堿、高酸樣品的pH測量
在pH>10的堿性溶液中，應(yīng)使用鋰玻璃電極，可減少堿誤差，目前一般pH玻璃電極堿誤差較?。籶H>12時(shí)，堿誤差增大，由于電極較長時(shí)間浸置于堿液中，電極會(huì)出現(xiàn)電位漂移、響應(yīng)遲鈍等現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)將電極用水沖洗干凈，然后浸置于0.1mol/LHCL中24h，經(jīng)此處理，電極性能可恢復(fù)。
在高堿溶液中，外參比液接界材料、陶瓷芯、石棉絲容易受到堿液的侵蝕而損壞。
在酸性溶液（pH<2）中，出現(xiàn)酸誤差,使用鋰玻璃電極，在酸性溶液中出現(xiàn)電勢漂移等現(xiàn)象，可將電極浸入蒸餾水后，一般可恢復(fù)。
在堿性、酸性測量時(shí)，定位的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該愈接近被測溶液pH值愈好，以減少殘余液接界電勢。
在堿性溶液校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意空氣中CO2對標(biāo)準(zhǔn)溶液的影響.pH=10標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)過12h與空氣接觸,由于CO2影響pH變化0.22單位,pH=9.18標(biāo)準(zhǔn)溶液pH變化0.02單位。所以在堿性溶液校準(zhǔn)時(shí)使用密封容器，使用時(shí)打開用畢后蓋好，并把電極浸入溶液中。
6.含氫氟酸（HF）溶液的pH測量
在酸性介質(zhì)中，如果氟化物濃度大于10-6mol/L時(shí)，就會(huì)對玻璃電極嚴(yán)重腐蝕，一般采用兩種辦法：
?。?）用玻璃電極迅速測量。
（2）使用金屬銻電極。推薦使用上海沃懋儀表科技有限公司的PHG8006型在線pH計(jì)及P8T3B型耐氫氟酸pH電極。