PH計是測量和反應(yīng)溶液酸堿度的重要工具,PH計的型號和產(chǎn)品多種多樣,顯示方式也有指針顯示和數(shù)字顯示兩種可選,但是無論P(yáng)H計的類型如何變化,它的工作原理都是相同的,其主體是一個精密的電位計。
PH計的結(jié)構(gòu)
1、一個參比電極;
2、一個玻璃電極,其電位取決于周圍溶液的pH;
3、一個電流計,該電流計能在電阻極大的電路中測量出微小的電位差。
以下是分別說明各部件的主要功能:
1、參比電極的基本功能是維持一個恒定的電位,作為測量各種偏離電位的對照。銀-氧化銀電極是目前pH中常用的參比電極。
2、玻璃電極的功能是建立一個對所測量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差。把對pH敏感的電極和參比電極放在同一溶液中,就組成一個原電池,該電池的電位是玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和。E電池=E參比+E玻璃,如果溫度恒定,這個電池的電位隨待測溶液的pH變化而變化,而測量pH計中的電池產(chǎn)生的電位是困難的,因其電動勢非常小,且電路的阻抗又非常大1-100MΩ;因此,必須把信號放大,使其足以推動標(biāo)準(zhǔn)毫伏表或毫安表。
3、電流計的功能就是將原電池的電位放大若干倍,放大了的信號通過電表顯示出,電表指針偏轉(zhuǎn)的程度表示其推動的信號的強(qiáng)度,為了使用上的需要,pH電流表的表盤刻有相應(yīng)的pH數(shù)值;而數(shù)字式pH計則直接以數(shù)字顯出pH值。
pH計的保養(yǎng)
1.pH計玻璃電極的貯存
pH計短期內(nèi)不用時,可充分浸泡在飽和KCl溶液中。但若長期不用,應(yīng)將其干放,切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
2.pH玻璃電極的清洗
玻璃電極球泡受污染可能使電極響應(yīng)時間加長??捎肅Cl4或皂液揩去污物,然后浸入蒸餾水一晝夜后繼續(xù)使用。污染嚴(yán)重時,可用5%HF溶液浸10~20分鐘,立即用水沖洗干凈,然后,浸入0.1N HCl溶液一晝夜后繼續(xù)使用。
3.玻璃電極老化的處理
玻璃電極的老化與膠層結(jié)構(gòu)漸進(jìn)變化有關(guān)。舊電極響應(yīng)遲緩,膜電阻高,斜率低。用HF浸蝕掉外層膠層,經(jīng)常能改善電極性能。若能用此法定期清除內(nèi)外層膠層,則電極的壽命幾乎是無限的。
4.參比電極的貯存
銀-氯化銀電極的貯存液是飽和KCl溶液,高濃度KCl溶液可以防止氯化銀在液接界處沉淀,并維持液接界處于工作狀態(tài)。此方法也適用于復(fù)合電極的貯存。
ph計的工作原理
PH計是以電位測定法來測量溶液PH值的,因此PH計的工作方式,除了能測量溶液的PH值以外,,還可以測量電池的電動勢。PH在拉丁文中,是Pondus hydrogenii的縮寫,是物質(zhì)中氫離子的活度,PH值則是氫離子濃度的對數(shù)的負(fù)數(shù)。
PH計的主要測量部件是玻璃電極和參比電極,玻璃電極對PH敏感,而參比電極的電位穩(wěn)定。將PH計的這兩個電極一起放入同一溶液中,就構(gòu)成了一個原電池,而這個原電池的電位,就是這玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和。
PH計的參比電極電位穩(wěn)定,那么在溫度保持穩(wěn)定的情況下,溶液和電極所組成的原電池的電位變化,只和玻璃電極的電位有關(guān),而玻璃電極的電位取決于待測溶液的PH值,因此通過對電位的變化測量,就可以得出PH溶液的PH值。
pH計是一種常用的儀器設(shè)備,操作人員來說,該怎么標(biāo)定,又有哪些注意事項呢?下文通過這兩項來給大家詳細(xì)解說一下;
一、標(biāo)定方法
打開儀器電源開關(guān),把測量選擇開關(guān)向“PH”檔,先把電極用蒸餾水清洗,然后把電極插在PH=7的緩沖溶液中,調(diào)節(jié)“溫度”補(bǔ)償器使指示的溫度與溶液的溫度相同,然后再調(diào)節(jié)“定位”調(diào)節(jié)器所指示的PH值與緩沖溶液在此溫度下的PH值相同。然后取出插在PH7緩沖溶液中的電極,用蒸餾水清洗。把清洗過的電極插入PH值為4的緩沖溶液中,使儀器的“溫度”補(bǔ)償器所指示的溫度與該緩沖溶液的溫度相同。然后再調(diào)節(jié)“斜率”調(diào)節(jié)器,使儀器所顯示的PH值與緩沖溶液在該溶液溫度下的PH值相同。標(biāo)定后,“定位”和“斜率”調(diào)節(jié)器不應(yīng)再有任何變動,這時可以進(jìn)行PH值測量了。但在一般情況下把電極再回插到PH為7的檔,如果儀器所顯示的PH值與緩沖溶液相同,也表明標(biāo)定準(zhǔn)確了。
二、注意事項
1、重新標(biāo)定幾個方面
溶液溫度與標(biāo)定時溫度有很大的變化時;離開溶液時間過久的電極;換用了新的復(fù)合電極;“定位”和“斜率”調(diào)節(jié)器有變動時;測量PH﹥12或PH﹤2之后;測量含氟化物的溶液而酸度在PH﹤7的溶液或較濃的有機(jī)溶液之后。
2、儀器維護(hù)
儀器的輸入(即復(fù)合電極插口)端必須保持高度清潔;復(fù)合電極頭部很薄,不要與硬物相碰,防止電極損壞;復(fù)合電極頭部有污物,用醫(yī)用棉花擦電極頭部,或用0.1N的稀鹽酸清洗;長期使用后電極百分理論略有降低,要把電極下端浸泡在4%HF下3-5秒鐘,用蒸餾水洗凈,在0.1mol/L HCL溶液中浸泡幾小時,用去離子水沖洗干凈,使之復(fù)新;復(fù)合電極頭部裂紋或老化(久放二年以上),要換新的電極,使用新電極前用3mol/LKCL溶液中浸泡24小時;用緩沖溶液標(biāo)定時要保證其可靠性;液晶顯示器出現(xiàn)“LOBAT”要更換電池;不要強(qiáng)烈陽光直射液晶顯示器
3、儀器的輸入端(即復(fù)合電極插口)必須保持高度清潔,電極插頭不要經(jīng)常撥下,以防止灰塵及高濕浸入。
4、電極使用前必須用已知PH值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行定位校正。
5、取下帽后要注意,在塑料保護(hù)柵內(nèi)的敏感受玻璃不與硬物接觸,任何破損和擦毛都會使電極失效。
6、測量完畢,應(yīng)將保護(hù)帽套上,帽內(nèi)應(yīng)放少量的補(bǔ)充液(3M/molKCL),以保持電極球泡的濕潤。
7、電極的引出端,必須保持清潔和干燥,絕對防止輸出兩端短路,否則將導(dǎo)致測理結(jié)果失準(zhǔn)或者失效。
8、避免長期浸在蒸餾水中或蛋白質(zhì)溶液和酸性氟化物扔溶液中并防止和有機(jī)硅油接觸。
將pH計玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為pH計復(fù)合電極。外殼為塑料的就稱為塑殼pH計復(fù)合電極。外殼為玻璃的就稱為玻璃pH計復(fù)合電極。復(fù)合電極的最大優(yōu)點(diǎn)是合二為一,使用方便。pH計復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)主要由電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導(dǎo)線、插口等組成。
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0.1~0.2mm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(shù)應(yīng)與電極球泡玻璃一致。
3、內(nèi)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(shù)小。
4、內(nèi)參比溶液:零電位為7pH的內(nèi)參比溶液,是中性磷酸鹽和lu化鉀的混合溶液,玻璃電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的pH值,主要取決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子濃度。
5、電極塑殼:電極塑殼是支持玻璃電極和液接界,盛放外參比溶液的殼體,由PPS塑壓成型。
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(shù)小。
7、外參比溶液:為3.3mol/L的lu化鉀凝膠電解質(zhì),不易流失,無需添加。
8、砂芯液接界:液接界是構(gòu)通外參比溶液和被測溶液的連接部件,要求滲透量穩(wěn)定。
9、電極導(dǎo)線:為低噪音金屬屏蔽線,內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接,屏蔽層與外參比電極連接。