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什么是酸度计
日期：2024-05-03 10:12
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摘要：
酸度计总篇
酸度计(也称pH计)是用来测量溶液pH值的仪器。这篇文章，从酸度计原理、级别和准确度、使用和保养及酸度计操作等方面详细介绍酸度计，将让我们对酸度计有一个**、彻底的认识。
1、酸度计基本原理
酸度计(也称pH计)是用来测量溶液pH值的仪器。实验室常用的酸度计有雷磁25型，PHS-2型和PHS-3型等。虽然型号较多、结构各异.但它们的原理相同。面板构造有刻度指针显示和数字显示两种。下面分别介pHS一2C 型和pHS- 29 型酸度计。
酸度计测pH值的方法是电位测定法。它除测量溶液的酸度外，还可以测量电池电动势(mV)。主要由参比电极(甘汞电极)，指示电极(玻璃电极)和精密电位计三部分组成。测量时用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极(SCE)作参比电极，组成电池：
(一)玻璃电极I 待测pH 溶液IISCE(+)
由于甘汞电极的电极电位不随溶液pH 值变化，在一定温度下是一定值t 而玻璃电极的电极电位随溶液pH值的变化而改变，所以它们组成的电池电动势也只随溶液的pH值而变化。
玻璃电极(图1)由Ag-AgCl 电极、盐酸和特制的球型玻璃膜构成。将它插入待测溶液.其电极电位 与溶液pH值有下列关系
式中 为玻璃电极标准电位.R 为气体常数，T 为开尔文温标，F为法拉第常数。饱和甘汞电极(SCE)(图2)由汞、甘汞糊、饱和KCl溶液构。一定温度下饱和KCl溶液的浓度为一定值.故饱和甘汞电极的电位中 也为一定值.298K时为0.2412V。将玻璃电极和饱和甘汞电极插入溶液组成原电池.电池的电动势为：
由上式可知，E 与pH 呈线性关系。只要测得E 便可求得pH。由于4乇通常是未知的，所以实际测定中应该用与待测溶液pH 值相近的标准溶液定位。在原电池中标准溶液给出的电动势为：
（二）、使用玻璃电极时应注意：
(1)玻璃电极下端的玻璃膜易破碎，切忌与硬物接触。
(2)初次使用时，应将球形玻璃膜部分在蒸馏水中浸泡·昼夜。不用时也应浸泡在蒸馏水中，以便下次使用时可简化浸泡手续。
(3)在测定强碱性溶液时.应尽快操作，测完后立即用水洗涤.以免碱液腐蚀玻璃膜。
(4)玻璃膜不可沾有油污。如发生这种情况.刚府先浸入酒糟中，再放人乙醚或四氯化碳中.然后再移到酒精中.*后用水冲洗并浸人水中。
(5)电极插头上的有机玻璃管具有优良的绝缘性能，切忌与化学药品或油污接触。
2、酸度计的级别和仪器的准确度
酸度计的级别和仪器的准确度是不同的两个概念，仪器级别与其准确度并不完全一致。酸度计的级别是按其指示器（简称电计）的分度值（分辨率或*小显示值）表示的，例如：分度为0.1pH的仪器称为0.1级仪器；*小显示值为0.001pH的仪器称为0.001级仪器，等等。而仪器的准确度是电计与电极配套测试标准溶液的综合误差，它不仅与电计有关，而且与玻璃电极和参比电极更有关。
从实际使用要求出发，目前电计的分度值为0.1～0.001pH，如果有必要的话，依当前的科技水平，完全可以制作出更精密的电计。但是，由于结构和制造等方面的原因，目前常用电极的性能还不能达到完全理想的程度。玻璃电极的重复性误差和参比电极的溶液接界电势稳定性都不优于0.01pH。因此，电计的分辨率再高，仪器测试准确度都难优于0.01pH。但是,选择高分辨率的仪器可以*大限度地克服或消除电计对测试误差的影响。由于要使电计达到满意的精度已不成问题，所以目前都在仪器的智能化，人性化，可靠性，操作简便以及性价比等方面不断**和提高。成都方舟科技开发公司所生产的pHS-4C＋等“＋”系列型号仪器正体现了这一趋势。
酸度计的级别与其测试准确度的关系在酸度计国家计量检定规程（JJG119—84）中规定如下，科立龙公司的PH仪器的级别区别规定也按如下区分：
仪器的级别 0.2级 0.1级 0.02级 0.01级 0.001级
分度值或*小显示值（pH）0.2 0.1 0.02 0.01 0.001
电计示值误差（pH）±0.1 ±0.05 ±0.01 ±0.01 ±0.002
配套测试示值总误差（pH）±0.2 ±0.1 ±0.02 ±0.02 ±0.01
例如科立龙公司的酸度计 KL-009I KL-009II/KL-03I KL-016 PC-2
注：配套测试时的测试范围应控制在pH3～pH10内。
从上表可以看出，对于0.01级以下的酸度计，示值总误差数值等于其级别，对于0.01级的酸度计，示值总误差为0.02pH，对于0.001级酸度计，其示值总误差也只能达到±0.01pH，而且此时需要使用**pH标准物质才能得到保证。（注意：pH国家标准物质分**和二级两种，一般酸度计常用的是二级pH标准物质。）
还需要说明的是，仪器示值总误差的检测为什么要规定测试范围为pH3～pH10呢？是由于参比电极的液接界电势与溶液的pH有关，在pH3～pH10范围内液接界电势可稳定在±0.01pH范围内，若10＜pH＜3时，液接界电势引起的误差可高达±0.07pH。同时，玻璃电极在碱性和酸性溶液中还会产生碱误和酸误。因此必须规定在pH3～pH10范围内检测，否则将无法区别各种级别酸度计的示值总误差。
3、PH计正确使用与维护
酸度计简称pH计，由电极和电计两部分组成。使用中若能够合理维护电极、按要求配制标准缓冲液和正确操作电计,可大大减小pH示值误差，从而提高化学实验、医学检验数据的可靠性。
3.1 正确使用与保养电极
3.1 正确使用与保养电极
目前实验室使用的电极都是复合电极，其优点是使用方便，不受氧化性或还原性物质的影响，且平衡速度较快。使用时，将电极加液口上所套的橡胶套和下端的橡皮套全取下，以保持电极内氯化钾溶液的液压差。下面就把电极的使用与维护简单作一介绍：
⒈复合电极不用时，可充分浸泡3M氯化钾溶液中。切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。
⒉使用前，检查玻璃电极前端的球泡。正常情况下，电极应该透明而无裂纹；球泡内要充满溶液，不能有气泡存在。
⒊测量浓度较大的溶液时，尽量缩短测量时间，用后仔细清洗，防止被测液粘附在电极上而污染电极。
⒋清洗电极后，不要用滤纸擦拭玻璃膜，而应用滤纸吸干, 避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染，影响测量精度。
⒌测量中注意电极的银―氯化银内参比电极应浸入到球泡内氯化物缓冲溶液中，避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时，注意将电极轻轻甩几下。
⒍电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。
⒎严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。
3.2 标准缓冲液的配制及其保存
⒈pH标准物质应保存在干燥的地方，如混合磷酸盐pH标准物质在空气湿度较大时就会发生潮解,一旦出现潮解,pH标准物质即不可使用。
⒉配制pH标准溶液应使用二次蒸馏水或者是去离子水。如果是用于0.1级pH计测量，则可以用普通蒸馏水
。
⒊配制pH标准溶液应使用较小的烧杯来稀释，以减少沾在烧杯壁上的pH标准液。存放pH标准物质的塑料袋或其它容器，除了应倒干净以外，还应用蒸馏水多次冲洗，然后将其倒入配制的pH标准溶液中，以保证配制的pH标准溶液准确无误。
⒊配制pH标准溶液应使用较小的烧杯来稀释，以减少沾在烧杯壁上的pH标准液。存放pH标准物质的塑料袋或其它容器，除了应倒干净以外，还应用蒸馏水多次冲洗，然后将其倒入配制的pH标准溶液中，以保证配制的pH标准溶液准确无误。
⒋配制好的标准缓冲溶液一般可保存2―3个月，如发现有浑浊、发霉或沉淀等现象时，不能继续使用。
⒌碱性标准溶液应装在聚乙烯瓶中密闭保存。防止二氧化碳进入标准溶液后形成碳酸，降低其pH值。
3.3 pH计的正确校准
pH计因电计设计的不同而类型很多，其操作步骤各有不同，因而pH计的操作应严格按照其使用说明书正确进行。在具体操作中，校准是pH计使用操作中的一重要步骤。表1的数据是精度为0.01级、经过计量检定合格的pH计在未校准时与校准后的测量值，从中可以看出校准的重要性。
标准pH | 校准前误差（pH） | 校准后的误差（pH） |
13.000 | 00.0600 | 00.000 |
12.000 | 00.0450 | 00.0005 |
11.000 | 00.0500 | 00.0010 |
10.000 | 00.0300 | 00.0000 |
9.000 | 00.0200 | 00.0000 |
8.000 | 00.010 | 00.0005 |
7.000 | 00.0015 | 00.0000 |
6.000 | -00.0100 | -00.0005 |
5.000 | -00.0105 | 00.0005 |
4.000 | 00.0150 | 00.0000 |
3.000 | -00.0300 |
