pH计的原理使用及维护.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/6/25 Tuesday,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/6/25 Tuesday,#,原 理,使 用,维 护,原 理,使 用,维 护,pH,值：表示溶液,酸性,或,碱性,程度的数值，即所含,氢离子活度,的负对，,pH=-lg a,H,+,。,pH,值一般在,0-14,之间，在常温下（,25,时），当它为,7,时溶液呈中性，小于,7,时呈酸性，值越小，酸性越强；大于,7,时呈碱性，值越大，碱性越强。,p,H,值的定义,p,H,计的结构组成,p,H,计由三个部件构成，简单的说就是电极和电计,组成的。,（,1,）参比电极，,最常用的是甘汞电极和银,/,氯化银,电极。,（,2,）玻璃电极，其电位取决于周围溶液的,pH,；,（,3,）电流计，该电流计能在电阻极大的电路中测量,出微小的电位差。,玻璃电极,（一）玻璃电极的构造,它的核心部分是,玻璃膜,，这种膜是在,SiO,2,基质中加入,Na,2,O,和少量,CaO,烧制而成的，膜的厚度,0.5 mm,，呈球泡型。泡内填充,0.10 mol/L,的,盐酸,作,内参比溶液,，再插入一根,Ag-AgCl,电极（或甘汞电极）,作,内参比电极,。,玻璃电极在使用前必须在水溶液中浸泡一定时间。,浸泡时，由于硅酸盐结构中的,SiO,3,2-,离子与,H,+,的键合力远大于与,Na,+,的键合力（约为,10,14,倍），玻璃表面形成一层水合硅胶层。,H,+,(,液,),+Na,+,Gl,-,(,固,),Na,+,(,液,),+H,+,Gl,-,(,固,),式中,Gl,表示玻璃膜的硅氧结构。,O,Si(),O,-,Na,+,O,O,当浸泡好的玻璃电极浸入待测溶液时，水合层与溶液接触，由于硅胶层表面和溶液的,H,+,活度不同，形成活度差，,H,+,便从活度大的一方向活度小的一方迁移，并建立如下平衡：,因而改变了胶,-,液两相界面的电荷分布，产生一定的相界电位。同理，在玻璃膜内侧水合硅胶层,-,内部溶液界面也存在一定的相界电位。,H,+,硅胶层,H,+,溶液,外部试液,a,外,内部参比,a,内,水化层,水化层,干玻璃,Ag+AgCl,式中,a,1,、,a,2,分别表示外部溶液和内参比溶液的,H,+,活度；,a,1,、,a,2,分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的,H,+,活度；,k,1,、,k,2,分别为由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。,外,=k,1,+0.059lg a,1,/a,1,内,=k,2,+0.059lg a,2,/a,2,因此玻璃膜内外侧之间的电位差为,由于内参比溶液,H,+,活度,a,2,是一定值，故得,膜,=K+0.059lga,1,=K-0.059pH,试,，说明在一定的温度下玻璃电极的膜电位,膜,与试液的,pH,呈直线关系。,膜,=,外,-,内,=0.059lg a,1,/a,2,作为,玻璃电极的整体，玻璃电极的电位应包含有内参比电极（如,Ag-AgCl,电极）的电位，即,由于,Ag/AgCl,是一定值，合并所有常数项，得到,上式表明，试液的,pH,每改变,1,个单位，电位就变化,59 mV,，这是玻璃电极成为氢离子指示电极的依据。,玻璃,=,Ag/AgCl,+,膜,玻璃,=K-0.059pH,试,玻璃电极的特性,（,1,）不对称电位,如果玻璃膜两侧溶液的,pH,相同，则,膜,应等于零，但实际,上仍存在一定的电位差（由薄膜内外两个表面的状况不同造,成）。,降低或消除方法：水溶液中长时间浸泡、标准缓冲溶液校,正。,（,2,）碱差,在碱度过高的溶液中，由于,H,+,太小，其他阳离子在溶液和,界面间可能进行交换而使测得,pH,值偏低，尤其是,Na,+,的干扰较,显著。,（,3,）酸差,在酸度过高的溶液中，测得,pH,值偏高，可能是由于在酸度,很大的溶液中水的活度降低所引起的。,把,pH,玻璃电极和参比电极组合在一起的电极就是,pH,复合电极。根据外壳材料的不同分,塑壳,和,玻璃,两种。,pH,复合电极主要由电极球泡、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。,pH,复合电极,pH,复合电极结构图,外参比电极,外参比溶液,电极塑壳,内参比电极,内参比溶液,玻璃支持管,砂芯液接界,玻璃电极球泡,原 理,使 用,维 护,pH,电极使用前必须浸泡！,如果复合电极长时间浸泡于去离子水中，会使液接界,内部（例如砂芯内部）的,KCl,浓度大大降低，使液接界,电势增大和不稳定。,必须浸泡在含,KCl,的,pH4,缓冲液中，才能对玻璃球泡和,液接界同时起作用。,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。,浸泡时间：,8-24h,或更长，根据球泡玻璃膜的厚度、,电极老化程度而不同。,pH电极使用前必须校正！,缓冲液的配制：用去离子水将标配的,3,包,pH,缓冲剂各,稀释成,250ml,的标准缓冲液，此类溶液可稳定,2-3,个月，,可选择与样品,pH,值相近的,2,点缓冲液对电极进行校正，,也可选择,3,点校正。,斜率要求：,2,点校正后的斜率要求在,92-102%,之间。,校正频率：正常情况下每天使用前校正,1,次；若使用,频率高，建议每天校正,2-3,次。,如遇到下列情况之一，,pH,计需要重新校正：,（,1,）电极在空气中暴露过久，如半小时以上时；,（,2,）测量过酸（,pH,2,）或过碱（,pH,12,）的溶液后；,（,3,）换过电极后；,（,4,）当所测溶液的,pH,值不在两点定标时所选溶液的中,间，且距,pH7,又较远时。,标准缓冲溶液在不同温度时的,pH,值,1,、电极不能长期浸泡在中性或碱性的缓冲溶液中，,否则会使玻璃膜响应迟钝。,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，延长电势稳定的时间。,注意事项,3,、电极在标定和测量过程中，加液孔必须打开，以,维持管内有足够的液位压差，不用时再封上。,4,、球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去；电,极插入被测溶液后，要搅拌晃动几下再静止放置，,加快电极的响应。,5,、标定和测量时，建议用恒温磁力搅拌器均匀搅拌,溶液，尤其对悬浮溶液。,6,、避免在无水乙醇、重铬酸钾、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,），,在有些溶剂中会溶解，如四氯化碳、三氯乙烯、四氢,呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，会损坏电极外壳，,应改用玻璃外壳的,pH,复合电极。,原 理,使 用,维 护,根据样品溶液的性质和污染程度，定期对电极进,行维护：,（,1,）碱或酸样品：用,0.1mol/L HCl,或,NaOH,溶液浸,泡,15min,；,（,2,）油脂类样品：用中性洗涤剂溶液冲洗电极头；,（,3,）蛋白质类样品：用蛋白酶溶液浸泡,15min,。,电极维护处理完毕后，视情况用适宜温度的去离,子水冲洗电极，再更换新的电极填充液，浸泡于含,KCl,的,pH4,缓冲液,2h,以上再使用。,pH,复合电极的损坏，其现象是敏感梯度降低、响应慢、,读数重复性差，可能由以下三种因素引起，一般可采用适,当的方法予以修复。,(1),电极球泡和液接界受污染：可以用棉花球去除污物。有,些塑壳,pH,电极头部的保护罩可以旋下，清洗就更方便了。,(2),外参比溶液受污染，对于可充式电极，可以配制新的,KCl,溶液加进去，第一、二次加进去后再倒出来，以便将,电极内腔洗净。,pH电极的修复,(3),玻璃敏感膜老化：将电极球泡用,0.lmol/L,稀盐酸浸,泡,24h,，用纯水洗净，再用电极浸泡溶液浸泡,24h,。如果,钝化比较严重，可将电极下端浸泡在,4,氢氟酸溶液,（,4ml,氢氟酸用纯水稀释至,100m1,）中,3-5s,，用纯水洗,净，然后在电极浸泡溶液中浸泡,24,小时，使其恢复性能。,THANK YOU!,