文章詳情
什么是酸度計(jì)
日期：2025-04-21 11:40
瀏覽次數(shù)：2236
摘要：
酸度計(jì)總篇
酸度計(jì)(也稱pH計(jì))是用來測量溶液pH值的儀器。這篇文章，從酸度計(jì)原理、級別和準(zhǔn)確度、使用和保養(yǎng)及酸度計(jì)操作等方面詳細(xì)介紹酸度計(jì)，將讓我們對酸度計(jì)有一個**、徹底的認(rèn)識。
1、酸度計(jì)基本原理
酸度計(jì)(也稱pH計(jì))是用來測量溶液pH值的儀器。實(shí)驗(yàn)室常用的酸度計(jì)有雷磁25型，PHS-2型和PHS-3型等。雖然型號較多、結(jié)構(gòu)各異.但它們的原理相同。面板構(gòu)造有刻度指針顯示和數(shù)字顯示兩種。下面分別介pHS一2C 型和pHS- 29 型酸度計(jì)。
酸度計(jì)測pH值的方法是電位測定法。它除測量溶液的酸度外，還可以測量電池電動勢(mV)。主要由參比電極(甘汞電極)，指示電極(玻璃電極)和精密電位計(jì)三部分組成。測量時用玻璃電極作指示電極，飽和甘汞電極(SCE)作參比電極，組成電池：
(一)玻璃電極I 待測pH 溶液IISCE(+)
由于甘汞電極的電極電位不隨溶液pH 值變化，在一定溫度下是一定值t 而玻璃電極的電極電位隨溶液pH值的變化而改變，所以它們組成的電池電動勢也只隨溶液的pH值而變化。
玻璃電極(圖1)由Ag-AgCl 電極、鹽酸和特制的球型玻璃膜構(gòu)成。將它插入待測溶液.其電極電位 與溶液pH值有下列關(guān)系
式中 為玻璃電極標(biāo)準(zhǔn)電位.R 為氣體常數(shù)，T 為開爾文溫標(biāo)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)。飽和甘汞電極(SCE)(圖2)由汞、甘汞糊、飽和KCl溶液構(gòu)。一定溫度下飽和KCl溶液的濃度為一定值.故飽和甘汞電極的電位中 也為一定值.298K時為0.2412V。將玻璃電極和飽和甘汞電極插入溶液組成原電池.電池的電動勢為：
由上式可知，E 與pH 呈線性關(guān)系。只要測得E 便可求得pH。由于4乇通常是未知的，所以實(shí)際測定中應(yīng)該用與待測溶液pH 值相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液定位。在原電池中標(biāo)準(zhǔn)溶液給出的電動勢為：
（二）、使用玻璃電極時應(yīng)注意：
(1)玻璃電極下端的玻璃膜易破碎，切忌與硬物接觸。
(2)初次使用時，應(yīng)將球形玻璃膜部分在蒸餾水中浸泡·晝夜。不用時也應(yīng)浸泡在蒸餾水中，以便下次使用時可簡化浸泡手續(xù)。
(3)在測定強(qiáng)堿性溶液時.應(yīng)盡快操作，測完后立即用水洗滌.以免堿液腐蝕玻璃膜。
(4)玻璃膜不可沾有油污。如發(fā)生這種情況.剛府先浸入酒糟中，再放人乙醚或四氯化碳中.然后再移到酒精中.*后用水沖洗并浸人水中。
(5)電極插頭上的有機(jī)玻璃管具有優(yōu)良的絕緣性能，切忌與化學(xué)藥品或油污接觸。
2、酸度計(jì)的級別和儀器的準(zhǔn)確度
酸度計(jì)的級別和儀器的準(zhǔn)確度是不同的兩個概念，儀器級別與其準(zhǔn)確度并不完全一致。酸度計(jì)的級別是按其指示器（簡稱電計(jì)）的分度值（分辨率或*小顯示值）表示的，例如：分度為0.1pH的儀器稱為0.1級儀器；*小顯示值為0.001pH的儀器稱為0.001級儀器，等等。而儀器的準(zhǔn)確度是電計(jì)與電極配套測試標(biāo)準(zhǔn)溶液的綜合誤差，它不僅與電計(jì)有關(guān)，而且與玻璃電極和參比電極更有關(guān)。
從實(shí)際使用要求出發(fā)，目前電計(jì)的分度值為0.1～0.001pH，如果有必要的話，依當(dāng)前的科技水平，完全可以制作出更精密的電計(jì)。但是，由于結(jié)構(gòu)和制造等方面的原因，目前常用電極的性能還不能達(dá)到完全理想的程度。玻璃電極的重復(fù)性誤差和參比電極的溶液接界電勢穩(wěn)定性都不優(yōu)于0.01pH。因此，電計(jì)的分辨率再高，儀器測試準(zhǔn)確度都難優(yōu)于0.01pH。但是,選擇高分辨率的儀器可以*大限度地克服或消除電計(jì)對測試誤差的影響。由于要使電計(jì)達(dá)到滿意的精度已不成問題，所以目前都在儀器的智能化，人性化，可靠性，操作簡便以及性價比等方面不斷**和提高。成都方舟科技開發(fā)公司所生產(chǎn)的pHS-4C＋等“＋”系列型號儀器正體現(xiàn)了這一趨勢。
酸度計(jì)的級別與其測試準(zhǔn)確度的關(guān)系在酸度計(jì)國家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG119—84）中規(guī)定如下，科立龍公司的PH儀器的級別區(qū)別規(guī)定也按如下區(qū)分：
儀器的級別 0.2級 0.1級 0.02級 0.01級 0.001級
分度值或*小顯示值（pH）0.2 0.1 0.02 0.01 0.001
電計(jì)示值誤差（pH）±0.1 ±0.05 ±0.01 ±0.01 ±0.002
配套測試示值總誤差（pH）±0.2 ±0.1 ±0.02 ±0.02 ±0.01
例如科立龍公司的酸度計(jì) KL-009I KL-009II/KL-03I KL-016 PC-2
注：配套測試時的測試范圍應(yīng)控制在pH3～pH10內(nèi)。
從上表可以看出，對于0.01級以下的酸度計(jì)，示值總誤差數(shù)值等于其級別，對于0.01級的酸度計(jì)，示值總誤差為0.02pH，對于0.001級酸度計(jì)，其示值總誤差也只能達(dá)到±0.01pH，而且此時需要使用**pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)才能得到保證。（注意：pH國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分**和二級兩種，一般酸度計(jì)常用的是二級pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。）
還需要說明的是，儀器示值總誤差的檢測為什么要規(guī)定測試范圍為pH3～pH10呢？是由于參比電極的液接界電勢與溶液的pH有關(guān)，在pH3～pH10范圍內(nèi)液接界電勢可穩(wěn)定在±0.01pH范圍內(nèi)，若10＜pH＜3時，液接界電勢引起的誤差可高達(dá)±0.07pH。同時，玻璃電極在堿性和酸性溶液中還會產(chǎn)生堿誤和酸誤。因此必須規(guī)定在pH3～pH10范圍內(nèi)檢測，否則將無法區(qū)別各種級別酸度計(jì)的示值總誤差。
3、PH計(jì)正確使用與維護(hù)
酸度計(jì)簡稱pH計(jì)，由電極和電計(jì)兩部分組成。使用中若能夠合理維護(hù)電極、按要求配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖液和正確操作電計(jì),可大大減小pH示值誤差，從而提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
3.1 正確使用與保養(yǎng)電極
3.1 正確使用與保養(yǎng)電極
目前實(shí)驗(yàn)室使用的電極都是復(fù)合電極，其優(yōu)點(diǎn)是使用方便，不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響，且平衡速度較快。使用時，將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下，以保持電極內(nèi)氯化鉀溶液的液壓差。下面就把電極的使用與維護(hù)簡單作一介紹：
⒈復(fù)合電極不用時，可充分浸泡3M氯化鉀溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
⒉使用前，檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下，電極應(yīng)該透明而無裂紋；球泡內(nèi)要充滿溶液，不能有氣泡存在。
⒊測量濃度較大的溶液時，盡量縮短測量時間，用后仔細(xì)清洗，防止被測液粘附在電極上而污染電極。
⒋清洗電極后，不要用濾紙擦拭玻璃膜，而應(yīng)用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染，影響測量精度。
⒌測量中注意電極的銀―氯化銀內(nèi)參比電極應(yīng)浸入到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中，避免電計(jì)顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時，注意將電極輕輕甩幾下。
⒍電極不能用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他腐蝕性溶液。
⒎嚴(yán)禁在脫水性介質(zhì)如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。
3.2 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的配制及其保存
⒈pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)保存在干燥的地方，如混合磷酸鹽pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在空氣濕度較大時就會發(fā)生潮解,一旦出現(xiàn)潮解,pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)即不可使用。
⒉配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用二次蒸餾水或者是去離子水。如果是用于0.1級pH計(jì)測量，則可以用普通蒸餾水
。
⒊配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用較小的燒杯來稀釋，以減少沾在燒杯壁上的pH標(biāo)準(zhǔn)液。存放pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的塑料袋或其它容器，除了應(yīng)倒干凈以外，還應(yīng)用蒸餾水多次沖洗，然后將其倒入配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液中，以保證配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確無誤。
⒊配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用較小的燒杯來稀釋，以減少沾在燒杯壁上的pH標(biāo)準(zhǔn)液。存放pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的塑料袋或其它容器，除了應(yīng)倒干凈以外，還應(yīng)用蒸餾水多次沖洗，然后將其倒入配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液中，以保證配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確無誤。
⒋配制好的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液一般可保存2―3個月，如發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時，不能繼續(xù)使用。
⒌堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)裝在聚乙烯瓶中密閉保存。防止二氧化碳進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)溶液后形成碳酸，降低其pH值。
3.3 pH計(jì)的正確校準(zhǔn)
pH計(jì)因電計(jì)設(shè)計(jì)的不同而類型很多，其操作步驟各有不同，因而pH計(jì)的操作應(yīng)嚴(yán)格按照其使用說明書正確進(jìn)行。在具體操作中，校準(zhǔn)是pH計(jì)使用操作中的一重要步驟。表1的數(shù)據(jù)是精度為0.01級、經(jīng)過計(jì)量檢定合格的pH計(jì)在未校準(zhǔn)時與校準(zhǔn)后的測量值，從中可以看出校準(zhǔn)的重要性。
標(biāo)準(zhǔn)pH | 校準(zhǔn)前誤差（pH） | 校準(zhǔn)后的誤差（pH） |
13.000 | 00.0600 | 00.000 |
12.000 | 00.0450 | 00.0005 |
11.000 | 00.0500 | 00.0010 |
10.000 | 00.0300 | 00.0000 |
9.000 | 00.0200 | 00.0000 |
8.000 | 00.010 | 00.0005 |
7.000 | 00.0015 | 00.0000 |
6.000 | -00.0100 | -00.0005 |
5.000 | -00.0105 | 00.0005 |
4.000 | 00.0150 | 00.0000 |
3.000 | -00.0300 |
