pH計電極常見問題解決方法

　　PH電極又稱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?qū)崿F(xiàn)連續(xù)在線水質(zhì)測量和過程監(jiān)控的方法，而且電位法可獲得精確且結(jié)果可重復(fù)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、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)同時存在時才有意義。這一方程把化學(xué)能和原電池電極電位聯(lián)系起來，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PH計電極的原理

　　電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個系統(tǒng)，它的作用是使化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢（EMF）。此電動勢（EMF）由二個半電池構(gòu)成。其中一個半電池稱作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān)；另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是與測量溶液相通，并且與測量儀表相連。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pH測量系統(tǒng)，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(gòu)成。

　　二、在線PH計電極的標定

　　由于PH傳感器的原理決定，長時間使用由于電解液的消耗和玻璃膜的離子透過能力，需要對傳感器進行定期校準。

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

　　2、將電極從現(xiàn)場取出，用蒸餾水漂洗電極，去除所有的殘存液，如保存液、過程介質(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）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燒杯中。

　　4、把電極和ATC（自動溫度補償探頭）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。打開儀表菜單，校準第一點.把主機讀數(shù)調(diào)到4.01或自動校正時顯示4.01。如果主機沒有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(shù)調(diào)到4.01或自動校正時顯示4.01。

　　5、第一點校準通過后，用清水沖洗電極，再將電極放入第二種標準液中，翻動儀表菜單，校準第二點。

　　6、兩點校準完成后，PH顯示儀表是否通過校驗、或是否合格。

　　7、如果通過，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(fù)上述過程校準一遍，如果還不能通過，則更換pH電極。pH電極壽命一般在兩年左右。

　　三、pH計電極的常見問題、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(yīng)，都會引起pH值的變化。所以，應(yīng)盡量保持溫度一致，并且避免化學(xué)反應(yīng)。

　　2、同一樣品，同時在兩臺pH計上測量，讀數(shù)不一致？

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

　　3、為什么緩沖液在有效期內(nèi)已經(jīng)變質(zhì)不能使用了？

　　緩沖液的有效期是指未開封使用狀態(tài)下的保存期。一旦開封使用后，由于空氣中各種霉菌的作用，緩沖液較易變質(zhì)。（注意：已使用過的緩沖液，千萬不能倒回原裝瓶中。）

　　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(yǎng)、樣品性質(zhì)以及測量精度等具體情況。建議每天校準一次，最長不要超過每周一次校準。更換電極以及長時間不使用，在使用前必須先校準。

　　5、如何保養(yǎng)PH電極？

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

　　①若測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(xiàn)電極液絡(luò)部變臟變黑，可用硫醇清洗液清洗液絡(luò)部。

　　④活化電極膜，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。

　　6、樣品溫度為10℃，此時儀表顯示的是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?shù)?5℃。

　　7、為什么電極放在pH7.00的緩沖液中校正后，顯示為7.02？

　　此時緩沖液溫度在20℃左右。由于緩沖液的pH值會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℃時的值應(yīng)為7.02。pH計能自動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？

　　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(yǎng)情況有關(guān)。在正常使用、正確保養(yǎng)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?可靠和簡單的方法就是以pH標準緩沖溶液來進行檢定。取三個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進行定位校準，以pH4.00進行斜率校準，然后測試pH9.18看pH計是否準確，是否合格立見分曉。如果精度不合格，還可以進一步判斷是pH計有問題還是pH電極有問題。

　　10、pH計數(shù)字不穩(wěn)定現(xiàn)象原因總結(jié)

　?、?、檢查電極是否已損壞；

　?、凇?yīng)該是電極使用的時間太長了，先校準看一下是否有效；

　?、邸⒖稍囅掠?.5mmoL/L的KCL溶液浸泡探頭；

　　④、清洗一下玻璃球，是不是時間長了，上面附著了一些有機物，導(dǎo)致反應(yīng)不靈敏；

　?、?、在水中存在著一個化學(xué)平CO2+H2O→H++HCO3-，由于一般的純水或地表水都顯弱堿性，導(dǎo)致該平衡向正反應(yīng)方向移動故pH會一直上升；

　　⑥、在被測水樣中加入中性鹽（如，KCl）作為離子強度調(diào)節(jié)劑，改變?nèi)芤褐械碾x子總強度，增加導(dǎo)電性，使測量快速穩(wěn)定。此方法國家標準GB/T6P04.3-93中規(guī)定：“測量水樣時為了減少液接電位的影響和快速達到穩(wěn)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)實驗證明此變化在數(shù)值上只改變了0.01pH左右，是可以接受的。但采用這種方法時，一定要意所加的KCL溶液不應(yīng)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)。