pH計電極常見(jiàn)問(wèn)題解決方法

　　PH電極又稱(chēng)pH探頭、pH傳感器（pH electrode、pH sensor），是PH計上與被測物質(zhì)接觸的部分，用來(lái)測量水質(zhì)電極電位的裝置。

　　通常有兩種方法測量水相溶液中的pH值：比色法(pH試紙和比色皿)、電位法。

　　電位法是能夠實(shí)現連續在線(xiàn)水質(zhì)測量和過(guò)程監控的方法，而且電位法可獲得精確且結果可重復的pH值，pH電極測量的核心理論是---能斯特方程。（能斯特方程，是指用以定量描述某種離子在A(yíng)、B兩體系間形成的擴散電位的方程表達式。在電化學(xué)中，能斯特方程用來(lái)計算電極上相對于標準電勢而言的氧化還原對的平衡電壓。能斯特方程只有在氧化還原對中兩種物質(zhì)同時(shí)存在時(shí)才有意義。這一方程把化學(xué)能和原電池電極電位聯(lián)系起來(lái)，在電化學(xué)方面有重大貢獻，德國化學(xué)家瓦爾特·赫爾曼·能斯特（Walther Hermann Nernst，1864年6月25日-1941年11月18日），因此獲1920年諾貝爾化學(xué)獎。）

　　一、在線(xiàn)PH計電極的原理

　　電位分析法所用的電極被稱(chēng)為原電池。原電池是一個(gè)系統，它的作用是使化學(xué)反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱(chēng)為電動(dòng)勢（EMF）。此電動(dòng)勢（EMF）由二個(gè)半電池構成。其中一個(gè)半電池稱(chēng)作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān)；另一個(gè)半電池為參比半電池，通常稱(chēng)作參比電極，它一般是與測量溶液相通，并且與測量?jì)x表相連。最熟悉也是常用的PH指示電極是玻璃電極。

　　一套完整的工業(yè)在線(xiàn)pH測量系統，通常由pH傳感器即pH電極、pH顯示變送器、電極護套及電纜等四部分構成。

　　二、在線(xiàn)PH計電極的標定

　　由于PH傳感器的原理決定，長(cháng)時(shí)間使用由于電解液的消耗和玻璃膜的離子透過(guò)能力，需要對傳感器進(jìn)行定期校準。

　　1、在實(shí)驗室配制合適的PH標準液PH4.01、PH6.86或PH9.18任選兩種，根據現場(chǎng)水樣的波動(dòng)范圍選擇標準液。如果現場(chǎng)水質(zhì)經(jīng)常偏酸性，則選PH4.01、PH6.86兩種標樣;如果現場(chǎng)水質(zhì)經(jīng)常偏堿性，則選PH6.86、PH9.18兩種標樣。

　　2、將電極從現場(chǎng)取出，用蒸餾水漂洗電極，去除所有的殘存液，如保存液、過(guò)程介質(zhì)、或上次的待測液。電極從標準液取出后，要用蒸餾水漂洗干凈，以防止標準液交叉污染。用軟濕布（纖維類(lèi)）小心擦干電極上殘存的蒸餾水。絕不能刮擦玻璃感測膜，以防止靜電累積。

　　3、將兩種標準液分別倒入準備好的兩個(gè)燒杯中。

　　4、把電極和ATC（自動(dòng)溫度補償探頭）浸入第一種標準液PH4.01中，等待30秒，使電極和溫度探頭達到熱平衡，與標準液溫度一樣。打開(kāi)儀表菜單，校準第一點(diǎn).把主機讀數調到4.01或自動(dòng)校正時(shí)顯示4.01。如果主機沒(méi)有ATC，要在pH 4.01標準液中插入溫度計和pH電極，等30秒，讓電極、溫度計達到熱平衡，與標準液溫度一樣。從主機上輸入測出的溫度值，再把主機讀數調到4.01或自動(dòng)校正時(shí)顯示4.01。

　　5、第一點(diǎn)校準通過(guò)后，用清水沖洗電極，再將電極放入第二種標準液中，翻動(dòng)儀表菜單，校準第二點(diǎn)。

　　6、兩點(diǎn)校準完成后，PH顯示儀表是否通過(guò)校驗、或是否合格。

　　7、如果通過(guò)，將電極放回被測液體中，使儀表投入運行。

　　8、如果儀表校準失敗，再重復上述過(guò)程校準一遍，如果還不能通過(guò)，則更換pH電極。pH電極壽命一般在兩年左右。

　　三、pH計電極的常見(jiàn)問(wèn)題、解決方法

　　1、同一樣品，兩次測量的pH值不一樣？

　　溫度變化或樣品本身發(fā)生了化學(xué)反應，都會(huì )引起pH值的變化。所以，應盡量保持溫度一致，并且避免化學(xué)反應。

　　2、同一樣品，同時(shí)在兩臺pH計上測量，讀數不一致？

　　由于兩臺pH計的校正條件不一樣（如不同時(shí)間做的校正），造成測量值有差異。所以要用同一緩沖液在同一時(shí)間里對pH計進(jìn)行校正，然后再同時(shí)測定。

　　3、為什么緩沖液在有效期內已經(jīng)變質(zhì)不能使用了？

　　緩沖液的有效期是指未開(kāi)封使用狀態(tài)下的保存期。一旦開(kāi)封使用后，由于空氣中各種霉菌的作用，緩沖液較易變質(zhì)。（注意：已使用過(guò)的緩沖液，千萬(wàn)不能倒回原裝瓶中。）

　　4、電極需多久校準一次？

　　電極的校準頻率取決于電極的使用、保養、樣品性質(zhì)以及測量精度等具體情況。建議每天校準一次，最長(cháng)不要超過(guò)每周一次校準。更換電極以及長(cháng)時(shí)間不使用，在使用前必須先校準。

　　5、如何保養PH電極？

　　電極使用一段時(shí)間后，若發(fā)現斜率變低、響應速度變慢等情況，可嘗試下列方法:

　?、偃魷y量樣品中含有蛋白質(zhì)，可用胃蛋白酶/鹽酸洗液清洗電極膜。

　?、谌魷y量樣品為油性/有機液體，可用丙酮或乙醇沖洗。

　?、廴舭l(fā)現電極液絡(luò )部變臟變黑，可用硫醇清洗液清洗液絡(luò )部。

　?、芑罨姌O膜，活化方法：電極再生液浸泡30秒，再用3mol/L KCl溶液浸泡5小時(shí)。

　　6、樣品溫度為10℃，此時(shí)儀表顯示的是10℃還是25℃下的PH值？

　　酸度計顯示的是溶液在當前溫度下的pH值,若在10℃測量，儀表顯示的是溶液10℃的值,如果需要得到25℃的pH，必須把溶液溫度升/降溫至25℃，再進(jìn)行測量。酸度計的溫度補償指的是補償溫度對pH電極的影響，但不能將任何溫度下的pH值補償到25℃。

　　7、為什么電極放在pH7.00的緩沖液中校正后，顯示為7.02？

　　此時(shí)緩沖液溫度在20℃左右。由于緩沖液的pH值會(huì )隨溫度變化有小量變化，7.00只是緩沖液在25℃下的值，而緩沖液在20℃時(shí)的值應為7.02。pH計能自動(dòng)補償溫度對緩沖液的影響以保證測量精度。

　　8、pH電極壽命有多長(cháng)？

　　pH電極的壽命與測量樣品的性質(zhì)、樣品溫度及使用的頻率、保養情況有關(guān)。在正常使用、正確保養的情況下，pH電極壽命為1至2年。

　　9、檢測pH計準不準?

　　測pH計準不準?可靠和簡(jiǎn)單的方法就是以pH標準緩沖溶液來(lái)進(jìn)行檢定。取三個(gè)pH標準緩沖溶液：pH6.86、pH4.00、pH9.18（最好是新鮮配制并且溫度相同），以pH6.86進(jìn)行定位校準，以pH4.00進(jìn)行斜率校準，然后測試pH9.18看pH計是否準確，是否合格立見(jiàn)分曉。如果精度不合格，還可以進(jìn)一步判斷是pH計有問(wèn)題還是pH電極有問(wèn)題。

　　10、pH計數字不穩定現象原因總結

　?、?、檢查電極是否已損壞；

　?、?、應該是電極使用的時(shí)間太長(cháng)了，先校準看一下是否有效；

　?、?、可試下用2.5mmoL/L的KCL溶液浸泡探頭；

　?、?、清洗一下玻璃球，是不是時(shí)間長(cháng)了，上面附著(zhù)了一些有機物，導致反應不靈敏；

　?、?、在水中存在著(zhù)一個(gè)化學(xué)平CO2+H2O→H++HCO3-，由于一般的純水或地表水都顯弱堿性，導致該平衡向正反應方向移動(dòng)故pH會(huì )一直上升；

　?、?、在被測水樣中加入中性鹽（如，KCl）作為離子強度調節劑，改變溶液中的離子總強度，增加導電性，使測量快速穩定。此方法國家標準GB/T6P04.3-93中規定：“測量水樣時(shí)為了減少液接電位的影響和快速達到穩定，每50mL水樣中加入一滴中性0.1moL/L KCl溶液。”

　　雖然此方法改變了水樣中的離子強度，在一定程度上引起了其pH值得變化，但經(jīng)實(shí)驗證明此變化在數值上只改變了0.01pH左右，是可以接受的。但采用這種方法時(shí)，一定要意所加的KCL溶液不應含任何堿性或酸性的雜質(zhì)。因此，KCl試劑要采用高純度的，所配溶液的水質(zhì)也要高純度的中性水質(zhì)。