pH緩衝溶液是一種能使pH值zhi保bao持chi穩wen定ding的de溶rong液ye。如ru果guo向xiang這zhe種zhong溶rong液ye中zhong加jia入ru少shao量liang的de酸suan或huo堿jian,或huo者zhe在zai溶rong液ye中zhong的de化hua學xue反fan應ying產chan生sheng少shao量liang的de酸suan或huo堿jian,以yi及ji將jiang溶rong液ye適shi當dang稀xi釋shi,這zhe個ge溶rong液ye的depH值基本上穩定不變,這種能對抗少量酸堿或大或小稀釋,而使pH值不變化的溶液就稱為緩衝溶液。pH標準緩衝液有以下特點:
1.1標準溶液的pH值是已知的,並達到規定的準確度。
1.2標準溶液的pH值有良好的複現性和穩定性,具有較大的緩衝容量,較小的稀釋值和較小的溫度係數。
1.3溶液的製備方法簡單。
2.如何配製pH標準緩衝溶液?
對於一般pH測量,可使用成套的pH緩衝試劑(可配製250mL),配製溶液時,應使用去離子水,並預先煮沸15-30分鍾,以除去溶解的二氧化碳。剪開塑料袋將試劑倒入燒杯中,用適量去離子水使之溶解,並衝洗包裝袋,再倒入250mL容量瓶中,稀釋至刻度,充分搖勻即可。
3.如何正確保存和使用pH緩衝溶液?
緩衝溶液配製後,應裝在玻璃瓶或聚乙烯瓶中(堿性pH緩衝液如pH 9.18、pH 10.01、pH 12.46等,應裝在聚乙烯瓶中)瓶蓋嚴密蓋緊,在冰箱中低溫(5-10℃)保存,一般可使用六個月左右,如發現有混濁,發黴或沉澱現象,不能繼續使用。使用時,應準備幾個50mL的聚乙烯小瓶,將大瓶中的組衝溶液倒入小瓶中,並在環境溫度下放置1-2個小時,等溫度平衡後再使用。使用後不得再倒入大瓶中,以免汙染,瓶中的緩衝溶液在>10℃的環境條件下可以使用2-3天,一般pH 7.00、pH 6.86、pH 14.00三種溶液使用時間可以長一些,pH 9.18和pH 10.01溶液由於吸收空氣中的二氧化碳,其pH值比較容易變化。
4.pH緩衝溶液有何用途?
4.1 pH測量前標定校準pH計。
4.2 用以檢定pH計的準確性,例如用pH 6.86和pH 14.00標定PH計後,將PH電極插入pH 9.18溶液中,檢查儀器顯示值和標準溶液的pH值是否一致。
4.3 在一般精度測量時檢pH計是否需要重新標定。pHjibiaodingbingshiyonghouyexuhuichanshengpiaoyihuobianhua,yincizaiceshiqianjiangdianjicharuyubeicerongyebijiaojiejindebiaozhunhuanchongyezhong,genjuwuchadaxiaoquedingshifouxuyaozhongxinbiaoding。
4.4 檢測pH電極的性能。
5.pH電極為何要浸泡?如何正確浸泡pH複合電極?
pH電極使用前必須浸泡,因為pH球(qiu)泡(pao)是(shi)一(yi)種(zhong)特(te)殊(shu)的(de)玻(bo)璃(li)膜(mo),在(zai)玻(bo)璃(li)膜(mo)表(biao)有(you)一(yi)很(hen)薄(bo)的(de)凝(ning)膠(jiao)層(ceng),它(ta)隻(zhi)有(you)在(zai)充(chong)分(fen)濕(shi)潤(run)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)才(cai)能(neng)與(yu)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)氫(qing)離(li)子(zi)有(you)良(liang)好(hao)的(de)影(ying)響(xiang)。同(tong)時(shi),玻(bo)璃(li)電(dian)極(ji)經(jing)過(guo)浸(jin)泡(pao),可(ke)以(yi)使(shi)不(bu)對(dui)稱(cheng)電(dian)勢(shi)大(da)大(da)下(xia)降(jiang)並(bing)趨(qu)向(xiang)穩(wen)定(ding)。pH玻璃電極一般可以用蒸餾水或pH 4.00緩衝溶液浸泡。通常用pH 4.00緩衝溶液浸泡更好上些,浸泡時間至24小時或更長,根據球泡玻璃膜厚度、dianjilaohuachengduerbutong。tongshi,canbidianjideyejiejieyexuyaojinpao。yinweiruguoyejiejieganhehuishiyejiejiedianshizengdahuobuwending,canbidianjidejinpaoyebixuhecanbidianjidewai參比溶液一致,即3.3mol/L KCL溶液或飽和KCL溶液,浸泡時間一般幾小時即可。
因此,對pH複合電極而言,就必須浸泡在含KCL的pH 4.00緩衝液中,這樣才能對玻璃球泡和液接界同時起作用。這裏要特別提醒注意,因為過去人們使用單支的PH玻璃電極已習慣於用去離子水或pH4緩衝液浸泡,後來使用pH複合電極時依然采用這樣的浸泡方法,甚至在一些不正確的pH複合電極的使用說明書中也會進行這種錯誤的指導。這種錯誤的浸泡方法引起的直接後果就是使一支性能良好的pH複合電極就成一支響應慢、精度差的電極,而且浸泡時間越長性能越差,因為經過長時間的浸泡,液接界內部(例如砂芯內部)的KCL濃度已大大降低了,使液接界電勢增大和不穩定。當然,隻要在正確的浸泡溶液中重新浸泡數小時,電極還是會複原的。
另外,pH電極也不能浸泡在中性或堿性緩衝溶液中,長期浸泡在此類溶液中會使pH玻璃膜響應遲鈍。
正確的pH電極浸泡液的配製:取pH 4.00緩衝劑(250mL)一包,溶於250mL純水中,再加入56克分析純KCL,適當加熱,攪拌至完全溶解即成。
6.可充式和非可充式pH複合電極有何區別?
pH複合電極外殼有塑料和玻璃的區分。可充式pH複合電極即在電極外殼上有一加液孔,當電極的外參比溶液流失後,可將加液孔打開,重新補充KCL溶液。而非可充式pH複合電極內裝凝膠狀KCL,不易流失也無加液孔。
可充式pH複fu合he電dian極ji的de特te點dian是shi參can比bi溶rong液ye有you較jiao高gao的de滲shen透tou速su度du率lv,液ye接jie界jie電dian位wei穩wen定ding重zhong現xian,測ce量liang精jing度du較jiao高gao。而er且qie當dang參can比bi電dian極ji減jian少shao或huo受shou汙wu染ran後hou可ke以yi補bu充chong或huo更geng換huanKCL溶液,但缺點是使用較麻煩。可充式pH複合電極使用時應將加液孔打開,以增加液體壓力,加速電極響應,當電解液液麵低於加液孔2厘米時,應及時補充新的電解液。
非可充pH複合電極的特點是維護簡單使用方便,因此也得到廣泛的應用。但作為實驗室PH電極極使用時,在長期和邊續的使用條件下,液接界處的KCL濃度會減少,影響測試精度。因此非可充式pH複合電極不用時,應浸在電極浸泡液中,這樣下次測試時電極性能會很好,而部分實驗室pH電極都不是長期和邊續的測試,因此這種結構對精度的影響是比較小的。而工業的PH複合電極由於對測試精度的要求比較低,所以使用方便就成為主要的選擇。
7.如何正確使用pH複合電極?
7.1 球泡前端不應有氣泡,如有氣泡應用力甩去。
7.2 dianjicongjinpaopingzhongquchuhou,yingzaiqulizishuizhonghuangdongbingshuaigan,buyaoyongzhijincashiqiupao,fouzeyouyujingdianganyingdianhezhuanyidaobomoshang,huiyanchangdianshiwendingdeshijian,genghaodefangfashishiyongbeicerongyechongxidianji。
7.3 pH複合電極插入被測溶液後,要攪拌晃動幾下再靜止放置,這樣會加快電極的響應。尤其使用塑殼PH複(fu)合(he)電(dian)極(ji)時(shi),攪(jiao)拌(ban)晃(huang)動(dong)要(yao)厲(li)害(hai)一(yi)些(xie),因(yin)為(wei)球(qiu)泡(pao)和(he)塑(su)殼(ke)之(zhi)間(jian)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)小(xiao)小(xiao)的(de)空(kong)腔(qiang),電(dian)極(ji)浸(jin)入(ru)溶(rong)液(ye)後(hou)有(you)時(shi)空(kong)腔(qiang)中(zhong)的(de)氣(qi)體(ti)來(lai)不(bu)及(ji)排(pai)除(chu)會(hui)產(chan)生(sheng)氣(qi)泡(pao),使(shi)球(qiu)泡(pao)或(huo)液(ye)接(jie)界(jie)與(yu)溶(rong)液(ye)接(jie)角(jiao)不(bu)良(liang),因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)用(yong)力(li)攪(jiao)拌(ban)晃(huang)動(dong)以(yi)排(pai)除(chu)氣(qi)泡(pao)。
7.4 zaizhanchouxingshiyangzhongceshizhihou,dianjibixuyongqulizishuifanfuchongxiduoci,yichuquzhanfuzaibolimoshangdeshiyang。youshihaixuxianyongqitashijixiqushiyang,zaiyongshuixiqurongji,jinrujinpaoyezhonghuohua。
7.5 避免接觸強酸強堿或腐蝕性溶液,如果測試此類溶液,應盡量減少浸入時間,用後仔細清洗幹淨。
7.6 避免在無水乙醇、濃硫酸等脫水性介質中使用,它們會損壞球泡表麵的水合凝膠層。
7.7 塑殼pH複合電極的外殼材料是聚碳酸酯塑料(PC)PC塑料在有些溶劑中會溶解,如四氯化碳、三氯乙烯、四氫呋喃等,如果測試中含有以上溶劑,就會電極外殼,此時應改用玻璃外殼的pH複合電極。
8.pH電極如何清洗?
球泡和液接界汙染後先用以下溶劑清洗,再用去離子水洗去溶劑,將電極浸入浸泡液中活化。
汙 染 物 清 洗 劑
無機金屬氧化物 低於1mol/L稀酸
有機油脂類物質 稀洗滌劑(弱酸性)
樹脂高分子物質 稀酒精、丙酮、乙醚
蛋白質血球沉澱物 酸性酶溶液(食母生片)
顏料類物質 稀漂白液、過氧化氫
9. 如何修複pH電極?
pH複合電極的“損壞”,其現象是敏感梯度降低、響應慢、讀數重複性差,可能由以下三種因素引起,一般客戶可以采用適當的方法予以修複。
9.1 電極球泡和液接界受汙染,可以用細的毛刷、棉花或牙簽等,仔細去除汙物。有些塑殼電極頭部的保護罩可以旋下,清洗就方便了,如汙染嚴重,可按第8條的方法用清潔劑清洗。
9.2 外參比溶液受汙染,有些電極的結構是可添加溶液的,此時,可用針筒將電極的外參比溶液抽淨,配製新的3.3mol/L或飽和KCL溶液,再加進去,注意第一、二次加進去時再要抽出來,以便將電極內腔清洗淨。
9.3 玻璃敏感膜老化:將電極球泡用0.1mol/L稀鹽酸(9mL鹽酸用純水稀釋至100mL)浸泡24小時用純水洗淨,再用電極浸泡溶液浸泡24小時。如果鈍化比較嚴重,也可以將電極下端浸泡在45的氫氟酸溶液中3-5秒鍾(溶液配製:4 mL氫氟酸用純水稀釋至100mL),用純水洗淨,然後在電極浸泡溶液中浸泡24小時,使其恢複性能。
10. 什麼是pH計的一點校準?
任何一種pH計都必須經過pH標準溶液的校準後才可測量樣品的pH值,對於測量精度在0.1pH以下的樣品,可以采一點校準方法調整儀器,一般選用pH 6.86或pH 7.00標準緩衝溶液。有些儀器本身隻0.2pH或0.1pH,因此儀器隻設有一個定位調節旋扭,具體操作步聚如下:10.1 測量標準緩衝液溫度,查表確定該溫度下的pH值,將溫度補嚐旋鈕調節至該溫度下。
10.2 用純水衝洗電極並甩幹。
10.3 將電極浸入緩衝溶液晃動後靜止放置.待讀數穩定後,調節定位旋鈕使儀器顯示該標準溶液的pH值。
10.4 取出電極衝洗並甩幹。
10.5 測量樣品溫度,並將pH計溫度補償旋鈕調節至該溫度值。
10.6 將電極浸入樣品溶液,晃動後靜止放置,顯示穩定後讀數。
11. 什麼是pH計的二點校準?
對於精密級的pH計,除了設有“定位”和“溫度補償”調節外,還設電極“斜率”調節,它就需要用二種標準緩衝液進行校準。一般先以pH 6.86或pH 7.00進行“定位”校準,然後根據測試溶液的酸堿情況,選用pH 4.00(酸性)或pH 9.18或pH 10.01(堿性)緩衝溶液進行“斜率校正。具體操作步聚為:
11.1 電極極洗淨並甩幹,浸入pH 6.86或pH 7.00標準溶液中,溫度補償旋鈕置於溶液溫度處。待示值穩定後,調節定位旋鈕使儀器示值為標準溶液的pH值。
11.2 取出電極洗淨並甩幹,浸入第二種標準溶液。待示值穩定後,調節儀器斜率旋鈕,使儀器的示值為第二種標準溶液的PH值。
11.3 電極極洗淨並甩幹,再浸入pH 6.86或pH 7.00標準溶液中,如果誤差超過0.02pH,則重複第(1),(2)步聚。直至在二種標準溶液中不需要調節旋鈕都能顯示正確的PH值。
11.4 取出電極洗淨並甩幹,將pH溫度補償旋鈕調節至樣品溫度,將電極浸入樣品溶液,晃動後靜止放置,顯示穩定後讀數。
12. 溫度對pH精度測量有多大影響?
對pH電極,溫度影響每一個pH為0.003pH/℃,例如一個0.2級的pH計,在30℃pH緩衝液中進行校準,然後測試60℃的溶液(假定溶液的pH範圍在pH6-8之間與pH 7.00相差一個pH單位),則溫度影響的最大誤差就是30×0.003=0.09pH。如果是3個pH單位(在pH4-10範圍內),最大誤差就是0.27pH,從中可以看出溫度對pH的影響是很大的。當然,我們也可以從中得出結論,為了減少溫度對pH測量的誤差,我們該注意以下三點:
12.1 盡量選擇接近被測溶液pH值的緩衝溶液校準pH計。
12.2 盡量使校準溶液的溫度與被測溶液的溫度一致或接近。
12.3 應該選擇有溫度補償的pH計。
精度高於0.1pH的pH計都有溫度補償調節,而0.2級的pH計就不帶有溫度補償。有些0.2級的pH計也號稱有0.1級的精度,其實這是不可能的,有人是將分辨率0.1pH和精度0.1pH這二個概念進行了混淆。即使以一個pH單位來說,相隔60℃的pH誤差就是0.003×60=0.18pH,因此,沒有溫度補償的pH計,最高的精度也隻有0.2pH。
13. 溫度補償能消除所有溫度引起的誤差嗎?
必須特別指出的是,pH計上設置的溫度補償,隻是補償電極的斜率項(2.303RT/F)。受溫度影響的還有玻璃電極的標準電勢,液接界電勢等,它們與溫度並非成嚴格的線性關係。同時PH電極也需要一定的時間才能達到新溫度下的平衡。因此,不管是手動溫度補償還是自動溫度補償,都不是很充分的。根據pHceliangdecaozuodingyi,yaoxiangdedaojingmideceliangjieguo,yangpinrongyeyubiaozhunrongyeyingzaixiangtonghehengdingdewenduxiaceliang,zhejiushidengwenceliangyuanli。duiyuyibanjingduyaoqiudepH測量,樣品溶液與標準溶液的溫度不同時,可使用溫度補償。
14.如何判斷你的pH計是否準確?
有不少用戶在使用pH計時都心存疑惑,這個pH計到底準不準?有人以工作經驗來判斷,有人以pH試紙來判斷,也有人以過去使用的pH計來判斷,這些都是不可靠的。其實,唯一可靠和最簡單的方法就是以pH標準緩衝溶液來來進行檢定。這是唯一的檢測標準。取三個標準緩衝溶液:pH 6.86、pH 4.00、pH 9.18(最好是新鮮配製並且溫度相同),以pH 6.86進行定位校準,以pH 4.00進行斜率校準,然後測試pH 9.18,pH計是否準確,是否合格立見分曉。
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