pH測(cè)量技術(shù)問(wèn)答

溫度對(duì)pH測(cè)量精度有多大的影響？
對(duì)pH電極，溫度的影響每一個(gè)pH為0.003pH/℃，例如一個(gè)0.2級(jí)的pH計(jì)，在30℃的pH7.00緩沖溶液中進(jìn)行校準(zhǔn)，然后測(cè)試60℃的溶液（假定溶液的pH范圍在pH6~8之間與pH7.0相差一個(gè)pH單位），則溫度影響的*大誤差就是30×0.003=0.09pH。如是3個(gè)pH單位（在pH4 ~ 10范圍內(nèi)），*大誤差就是0.27pH，從中可以看出溫度對(duì)pH的影響是很在的。當(dāng)然，我們也
可以從中得出結(jié)論，為了減少溫度對(duì)pH測(cè)量的誤差，我們應(yīng)該注意以下三點(diǎn)：
(a) 盡量選擇接近被測(cè)溶液pH值的緩沖溶液校準(zhǔn)pH計(jì)
(b)   盡量使校準(zhǔn)溶液的溫度與被測(cè)溶液的溫度一致或接近
(c)   應(yīng)該選擇有溫度補(bǔ)償?shù)膒H計(jì)
   
    精度高于0.1pH的pH計(jì)都有溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)，而0.2級(jí)的pH計(jì)就不帶有溫度補(bǔ)償。有些0.2級(jí)的pH計(jì)也號(hào)稱有0.1級(jí)的精度，其實(shí)這是不可能的，有人是將分辨率0.1pH和精度0.1pH這二個(gè)概念進(jìn)行了混淆。即使以一個(gè)pH單位來(lái)說(shuō)，相隔60℃的pH誤差就是0.03×60=0.18pH，因此，沒(méi)有溫度補(bǔ)償?shù)膒H計(jì)，*高的精度也只0.2pH。

溫度補(bǔ)償能消除所有由溫度引起的誤差嗎？必須特別指出的是，pH計(jì)上設(shè)置的溫度補(bǔ)償，只是補(bǔ)償電極的斜率項(xiàng)(2.303RT/F)。受溫度影響的還有玻璃電極標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)，參比電極電勢(shì)，液接界電勢(shì)等等，它們與溫度并非成嚴(yán)格的線性關(guān)系。同時(shí)pH電極也需要一定時(shí)間才能達(dá)到新溫度下的平衡。因此，不管是手動(dòng)溫度補(bǔ)償還是自動(dòng)溫度補(bǔ)償，都不是很充分的。根據(jù)pH測(cè)量的操作定義，要想得到精密的測(cè)量結(jié)果，樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)在相同和恒定的溫度下測(cè)量，這就是等溫測(cè)量原理。對(duì)于一般精度要求的pH測(cè)量，樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度不同時(shí)，可使用溫度補(bǔ)償。

如何使用pH電極架？為何要使用帶攪拌功能的pH電極架？
使用pH電極架進(jìn)行測(cè)試是以前的測(cè)量方法帶給我們的習(xí)慣。因?yàn)檫^(guò)去使用的電極都是測(cè)量電極和參比電極分開的，用二支電極進(jìn)行測(cè)試，必然需要使用電極架?，F(xiàn)在一般都采用pH復(fù)合電極，其實(shí)也不一定需要使用電極架，但是使用電極架，一方面是習(xí)慣使然，使測(cè)量比較輕松，同時(shí)對(duì)玻璃pH復(fù)合電極來(lái)講不容易打碎，也是有好處的。但是這里有一個(gè)問(wèn)題，pH復(fù)合電極浸入溶液后需要進(jìn)行攪動(dòng)以加速響應(yīng)，尤其以塑殼pH電極來(lái)講，能排除電極球泡處保護(hù)罩空腔內(nèi)的氣泡，否則會(huì)響應(yīng)緩慢甚至測(cè)試不準(zhǔn)確。因此，使用電極架進(jìn)行測(cè)試時(shí)就需要采用一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作，將盛溶液的燒杯輕輕搖動(dòng)，但是，這樣操作畢竟是不方便的，為了解決這個(gè)問(wèn)題，上海三信儀表廠設(shè)計(jì)了一個(gè)帶攪拌功能的電極架，其實(shí)就量將磁力攪拌器和電極架合二為一。電極浸入溶液后，打開攪拌器攪拌十幾秒鐘，然后停止攪拌讀數(shù)，這個(gè)方法應(yīng)該是*輕松并且合理的。并且攪拌的意義還不僅于此，對(duì)有些添加其他試劑的溶液，攪拌會(huì)使溶液迅速達(dá)到均勻或反應(yīng)完全。對(duì)有些離子強(qiáng)度很低的溶液，如純水或有機(jī)溶液的測(cè)試，一些粘稠性或懸濁性溶液的測(cè)試等，攪拌會(huì)有更好的效果。

如何測(cè)試微量溶液的pH值？
在一些國(guó)外的pH電極樣本中我們可以看到一種專門測(cè)試微量溶液的pH電極，一般采用很細(xì)小的外徑，但這種電極的價(jià)格很貴。這里我們推薦很簡(jiǎn)單的方法，采用上海三信儀表廠生產(chǎn)的2015P-C平面pH復(fù)合電極，使用略大于電極外徑（Φ15）的平底小燒杯，*少可以測(cè)試0.3ml的溶液，而且測(cè)試效果很好，可以和各種型號(hào)的便攜式或?qū)嶒?yàn)室pH計(jì)配套使用。

如何測(cè)試皮膚、紙張、皮革、肉類、水果等的pH值？ 
同樣是采用2015P-C平面pH復(fù)合電極，對(duì)皮膚、紙張、皮革等，只要含有水份，表面洗凈即可測(cè)試。對(duì)肉類、水果的測(cè)試，國(guó)外也有一種方法，即使用裝有不銹鋼錐形刀片的針刺電極或球泡呈尖錐形的玻璃電極測(cè)試，但這種電極同樣價(jià)格昂貴，并且效果也并不一定理想，因?yàn)榇倘脒^(guò)程中玻璃膜表面會(huì)受到摩擦，產(chǎn)生感應(yīng)。*簡(jiǎn)單的方法也是用2015P-C平面pH復(fù)合電極，只要用刀將肉和水果切開不就可以了嗎？下面再介紹一種有趣
的測(cè)試，上海市食品研究所的工程師經(jīng)過(guò)測(cè)試得知，用干凈的刀橫切肉塊，然后測(cè)試剖面的pH值。pH7.0~7.4是新鮮肉，然后逐漸下降至pH5.4~5.5，進(jìn)入僵直期，隨后又回升到pH5.6~6.2，達(dá)到成熟期，此時(shí)是肉類的*佳食用期，在這一時(shí)期如保鮮工作做得不好，pH值會(huì)逐漸上升，“新鮮肉”就變成了“變質(zhì)肉”。此法適用于豬肉、牛肉和水產(chǎn)魚肉，有興趣的讀者不妨一試。

如何測(cè)試高純水的pH值？
鍋爐供水、蒸汽冷凝水、去離子水等高純水的pH測(cè)量是比較麻煩的測(cè)試項(xiàng)目。原因是樣品的電導(dǎo)率低，溶液電阻與測(cè)量回路的其他電阻比較起來(lái)已不可忽略。同時(shí)由于液接界電勢(shì)的不穩(wěn)定以及空氣中二氧化碳溶解引起pH值變化等等，因而不易得到重現(xiàn)的結(jié)果。為解決這個(gè)問(wèn)題，通常采用內(nèi)阻低，有大面積液接界結(jié)構(gòu)，較大的參比溶液滲出速度的玻璃pH復(fù)合電極。復(fù)合電極的玻璃敏感膜與液接界距離近而且固定，有利于減少溶液電阻的影響并使電勢(shì)達(dá)到穩(wěn)定。大面積的液接界結(jié)構(gòu)和較快的參比溶液滲出速度，有利于降低電阻以及達(dá)到穩(wěn)定重現(xiàn)的液接界電勢(shì)。同時(shí)，不要采用氯化銀飽和的氯化鉀溶液作為參比溶液，因?yàn)樵诩兯新然y會(huì)沉積出來(lái)堵塞液接界。一般雨水離子強(qiáng)度很低（不超過(guò)0.0001mol/L),其pH測(cè)量方法（酸雨的監(jiān)測(cè)）與高純水pH測(cè)量相類似。