pH计的原理及使用

一、pH计的测量原理：

根据测量电极与参比电极组成的工作电池在溶液中测得的电位差，并利用待测溶液的pH值与工作电池的电势大小之间的线性关系，再通过电流计转换成pH单位数值来实现测定。

二、pH计的构成：

pH计由三个部件构成，简单的说就是电极和电流计组成的。

（一）参比电极

参比电极:对溶液中氢离子活度无响应，具有已知和恒定的电极电位的电极。参比电极有硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等几种。Zui常用的是甘汞电极和银/氯化银电极。

参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，作为测量各种偏离电位的对照。

（二）玻璃电极

玻璃电极:由玻璃支杆、玻璃膜、内参比溶液、内参比电极、电极帽、电线等组成。市场销售的Zui常用的指示电极是231玻璃pH电极。玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。

（三）电流计

电流计的功能:将原电池的电位放大若干倍，放大了的信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，pH电流表的表盘刻有相应的pH数值;而数字式pH计则直接以数字显出pH值。

（四）复合电极

目前使用Zui普遍的电极，复合了参比电极和玻璃电极这两种电极的功能，操作更加简易。复合电极的结构主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界、电极帽、电极导线、插口等组成。

三、pH电极的使用维护

（一）电极的使用

1、电极球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去。

2、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。

3、pH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。

4、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。

5、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。

6、避免在无水乙醇、zhonggesuanjia、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层。

7、塑壳pH复合电极的外壳材料是聚碳酸酯塑料PC，PC塑料在有些溶剂中会溶解，如silvhuatan、三氯乙烯、四氢呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，就会损坏电极外壳，此时应改用玻璃外壳的pH复合电极。

（二）电极需要浸泡

1、pH玻璃电极一般用蒸馏水或pH4缓冲溶液浸泡，使用pH4缓冲液更好。

原因: 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。

2、参比电极一-般使用3.3mol/L KCL溶液或饱和KCL溶液浸泡。

原因: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/L KCL溶液或饱和KCL溶液。

3、pH复合电极需要浸泡在含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。

pH复合电极头部装有一个密封的塑料小瓶，内装电极浸泡液，电极头长期浸泡其中，使用时拔出洗净就可以，非常方便。

（三）正确的pH复合电极浸泡液的配制

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。瓶装的电极浸泡液供应，规格有500ml和50ml二种，这些浸泡液中含有防腐剂成分，不会发霉和变质，保质期一年。

（四）电极的清洗

电极使用长时间后，响应可能会变慢或产生噪音。进行清洗等相关的处理后，可以改善其测量性能。

（五）电极老化的处理

PH计玻璃电极的老化与胶层结构渐进变化有关。旧电极响应迟缓，膜电阻高，斜率低。用浸蚀掉外层胶层，经常能改善电极性能。

解决方法:电极活化老化的电极可浸泡在1M醋酸和1M氯化钾的混合溶液(1:1)中，活化10min后取出清洗干净。老化情况不严重的电极，可浸泡在蒸馏水或0.1N稀盐酸溶液中活化24h。