張勤，童誠(chéng)，趙炳先

(1.安慶市計(jì)量測(cè)試所，安徽安慶 246001； 2. 濰坊市計(jì)量測(cè)試所，山東濰坊 261061)

影響酸度計(jì)示值準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性的因素分析

張勤1，童誠(chéng)1，趙炳先2

(1.安慶市計(jì)量測(cè)試所，安徽安慶 246001； 2. 濰坊市計(jì)量測(cè)試所，山東濰坊 261061)

對(duì)影響酸度計(jì)示值準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性的因素進(jìn)行分析。影響酸度計(jì)示值準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性的因素為玻璃電極被污染、酸度計(jì)使用前未校準(zhǔn)或校準(zhǔn)錯(cuò)誤、樣品溶液不均勻、酸度計(jì)溫度設(shè)置與樣品溶液溫度不一致。對(duì)影響酸度計(jì)示值準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性問(wèn)題提出了解決方法。

酸度計(jì)；示值；準(zhǔn)確度；穩(wěn)定性

近年來(lái)，酸度計(jì)作為化學(xué)計(jì)量?jī)x器得到了廣泛應(yīng)用［1］，它主要用于測(cè)量溶液的pH值，如果配備相應(yīng)的離子電極，酸度計(jì)也可以用來(lái)測(cè)量離子電極電位值。筆者在計(jì)量檢定工作中發(fā)現(xiàn)，由于酸度計(jì)使用環(huán)境的不同，以及工作人員的技術(shù)水平存在差異，在酸度計(jì)的使用過(guò)程中存在一些問(wèn)題，影響了溶液pH的準(zhǔn)確測(cè)定［2］。筆者對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析，并根據(jù)不同的原因提出了解決辦法，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

1 酸度計(jì)使用中存在的問(wèn)題及解決辦法

酸度計(jì)由參比電極(維持恒定的電位)、玻璃電極(建立一個(gè)對(duì)所測(cè)量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差)、電流計(jì)(將原電池的電位放大若干倍，放大了的信號(hào)通過(guò)顯示屏顯示出pH值［3］)組成，在使用中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題。

1.1 電極表面被污染

玻璃電極的功能是建立一個(gè)對(duì)所測(cè)量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差，這個(gè)電位差是進(jìn)行pH值測(cè)量的基礎(chǔ)［4］。用酸度計(jì)電極測(cè)量樣品溶液酸度后，沒(méi)有及時(shí)將電極清洗干凈或者處理方式不當(dāng)，均會(huì)造成pH計(jì)電極被污染；在電極的保存過(guò)程中，應(yīng)選擇合適的緩沖溶液，若緩沖溶液選擇不當(dāng)或者緩沖溶液過(guò)期，均會(huì)導(dǎo)致電極被污染。電極被污染后，會(huì)造成測(cè)得的電位差的失準(zhǔn)，從而導(dǎo)致酸度計(jì)測(cè)量示值的不準(zhǔn)確。

電極表面污染解決方法。用皂液揩去污物，然后用去離子水將電極浸泡10 h左右后使用；如果電極污染比較嚴(yán)重，可用5%HF溶液浸泡20 min，然后立即用去離子水沖洗干凈，之后浸入稀鹽酸溶液10 h，再用濾紙將電極頭上多余的水吸去，不要用布擦，否則會(huì)產(chǎn)生靜電而干擾酸度計(jì)的精確測(cè)量［5］。

1.2 酸度計(jì)使用前未校準(zhǔn)或校準(zhǔn)錯(cuò)誤

如果不是連續(xù)測(cè)量，酸度計(jì)每次使用之前都要進(jìn)行校準(zhǔn)。因?yàn)槊恳恢岫扔?jì)的電計(jì)與電極都不是一一對(duì)應(yīng)，只有校準(zhǔn)后，才能確定儀器的正確斜率，保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。一般使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液組對(duì)酸度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。筆者發(fā)現(xiàn)，一些實(shí)驗(yàn)室，尤其是一些中小企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，儀器使用的頻率較低，有的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液組已經(jīng)過(guò)期，用這種過(guò)期的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)或者操作步驟不正確，均會(huì)造成校準(zhǔn)錯(cuò)誤。處理辦法是重新購(gòu)買(mǎi)或配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，并按照儀器說(shuō)明書(shū)或者作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行儀器的校準(zhǔn)［6］。

1.3 樣品溶液不均勻

樣品溶液的預(yù)處理是準(zhǔn)確測(cè)量溶液酸度的基礎(chǔ)，樣品溶液中含有的不溶物或者待測(cè)溶液的性質(zhì)不穩(wěn)定，會(huì)影響氫離子的活度，從而影響電極對(duì)氫離子的響應(yīng)，同時(shí)pH計(jì)電極測(cè)得的氫離子活度不穩(wěn)定，導(dǎo)致pH計(jì)示值不穩(wěn)定。一般情況，若不溶物于液體中呈懸浮狀，則選擇適當(dāng)方法使樣品充分溶解，靜置10 min后進(jìn)行pH值的測(cè)量；若pH計(jì)樣品溶液中不溶物呈非懸浮狀，則需要將樣品采用離心等方法將不溶物沉淀后，取上層清液進(jìn)行測(cè)試［7］。如果因溶液性質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致pH示值不準(zhǔn)確，應(yīng)將待測(cè)溶液充分靜置，使溶液反應(yīng)完全，達(dá)到均一、穩(wěn)定的狀態(tài)后再進(jìn)行pH示值的測(cè)量［8］。

1.4 酸度計(jì)溫度設(shè)置與樣品溶液溫度不一致

酸度計(jì)測(cè)量原理基于能斯特公式：

式中：E——電位，V；

E0——電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓，V；

R——?dú)怏w常數(shù)，8.314 J／(mol·K)；

T——絕對(duì)溫度，K；

F——法拉第常數(shù)，96 493 C／mol；

n——被測(cè)離子的化合價(jià)；

a——離子活度，mol／L。

對(duì)于氫離子n=1，溫度T作為變量。由上式可知，隨著溫度的上升，電位值將隨之增大，在其它條件不變的條件下，溫度變化1 K，將引起電位0.2 mV／pH變化，即每1 K的偏差會(huì)引起溶液pH值的變化為0.003 3，由此可見(jiàn)溫度對(duì)pH值的影響很大。

溫度的波動(dòng)對(duì)pH計(jì)示值的穩(wěn)定性有很大的影響［9］。測(cè)量樣品溶液pH值之前，需要將待測(cè)溶液靜置使之與環(huán)境溫度相近。如果儀器有自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能，可直接進(jìn)行測(cè)量；如果儀器沒(méi)有自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能，需要用溫度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)出樣品溶液的實(shí)際溫度，然后調(diào)整pH計(jì)補(bǔ)償溫度設(shè)置，使得設(shè)置的補(bǔ)償溫度與測(cè)量的實(shí)際溫度保持一致，從而保證樣品溶液的pH計(jì)示值的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性［10］。

2 結(jié)語(yǔ)

對(duì)酸度計(jì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)，提出了影響酸度計(jì)示值準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性的影響因素及其解決方法，為實(shí)驗(yàn)室人員提供參考。

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analytica China 2016展位預(yù)售進(jìn)行中

作為世界分析、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和生化技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)盛會(huì)analytica的在華子展，analytica China（慕尼黑上海分析生化展）成功舉辦了七屆，已成為中國(guó)及亞太地區(qū)行業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。2016年10月10～12日，analytica China將延續(xù)以往佳績(jī)，在上海新國(guó)際博覽中心N1，N2，N3館盛大舉行。本屆展會(huì)展示面積將超過(guò)35,000平米。為期3天的展會(huì)預(yù)計(jì)吸引逾800家中外展商展示創(chuàng)新的尖端技術(shù)與解決方案。

自今年2月展位預(yù)售工作啟動(dòng)以來(lái)，老展商們反饋積極，均表示會(huì)繼續(xù)參展，而新展商的報(bào)名也十分踴躍。短短3個(gè)月不到，已有兩百余家企業(yè)相繼報(bào)名參展。安捷倫、PerkinElmer、Eppendorf、耶拿、Bruker、梅特勒-托利多、Horiba、島津等業(yè)內(nèi)知外企品牌均已確定參展意向，占據(jù)各展區(qū)的重要位置。此外，國(guó)內(nèi)展商的發(fā)展勢(shì)頭也十分看好，廣州潔特、上海安譜、大龍興創(chuàng)、聚光科技、上海儀電等眾多本土品牌企業(yè)將繼續(xù)保持或擴(kuò)大參展面積，占據(jù)國(guó)內(nèi)展區(qū)核心位置，增長(zhǎng)勢(shì)頭不減。展商們反饋熱烈，亦反映出業(yè)界對(duì)行業(yè)發(fā)展前景相當(dāng)樂(lè)觀，必將引領(lǐng)analytica China 2016的展會(huì)規(guī)模再創(chuàng)高峰。此外，隨著展會(huì)規(guī)模的日益擴(kuò)大，analytica China 2016將對(duì)展區(qū)分布進(jìn)一步細(xì)化。展會(huì)將在生命科學(xué)、生物技術(shù)展館（N1館）設(shè)置生物技術(shù)專區(qū)、試劑耗材專區(qū)；針對(duì)近年的熱點(diǎn)——食品安全應(yīng)用，將在N3館增設(shè)食品安全裝備與技術(shù)主題展區(qū)；同時(shí)，就當(dāng)下第三方檢測(cè)和快速檢測(cè)等熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，分別設(shè)置第三方檢測(cè)專區(qū)和快速檢測(cè)專區(qū)。

更多信息，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)展會(huì)官網(wǎng)：www.a-c.cn，或關(guān)注官方微信: analyticaChina。

Analysis of Factors Affecting the Accuracy and Stability of pH Meter

Zhang Qin， Tong Cheng, Zhao Bingxian
(1.Anqing Institute of Measurement and Testing， Anqing 246001， China; 2. Weifang Institute of Measurement and Testing, Weifang 261061， China)

The factors affecting the stability and accuracy of acidity meter were analyzed. These factors were as follows: glass electrode contamination，acidity meter calibration or calibration errors before use，uneven sample solution，acidity meter temperature settings were not consistent with the sample solution temperature. These solution methods to solve the problems of accuracy and stability were put forward.

acidity meter; indication; accuracy; stablity

O657.92

：A

：1008-6145(2015)04-0092-02

10.3969／j.issn.1008-6145.2015.04.027

聯(lián)系人：張勤；E-mail: 15056661986@126.com

2015-04-20