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嘉峪檢測網 2021-11-15 21:18
pH值是水質的重要指標，在檢測過程中，有很多因素會影響檢測結果的準確性。本文根據玻璃電極法測定水質pH值的實驗原理，整理出影響檢測結果準確性的因素與控制措施，與大家一起探討交流。
玻璃電極法檢測原理：
pH是溶液中氫離子活度的一種標度，也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標準。而pH值指的是溶液氫離子活度倒數的對數值，pH值越接近于0表示溶液酸性越強，反之越接近于14則表示溶液堿性越強[1]。在常溫下，pH=7的溶液被稱為中性溶液。
玻璃電極法準確度高，操作簡便，是測量水質pH值最常用的方法。其原理是以飽和甘汞電極為參比電極，以玻璃電極為指示電極，與被測水樣組成工作電池，用pH計測量工作電動勢，直接在pH計上讀取pH值。
PS：25℃時，溶液中每變化1個pH單位，電位差改變為59.16mV，據此可在儀器上直接以pH的讀數表示[2]。
影響水質pH值檢測結果準確性的因素與控制措施：
01溫度
溫度對水質pH值檢測結果的影響主要有兩方面：水電離過程和玻璃電極檢測過程的影響[3]。
水在常溫下會發生微弱的電離，隨著溫度的升高，水中的[H+]濃度也增加，但此反應過程十分微弱。25℃時，1L純水中只有1×10-7mol的水分子發生電離。這樣的影響可以通過儀器溫度補償來修正[3]。
另外，玻璃電極頭部球泡由特殊的敏感薄膜制成，測量溶液pH的過程實際上相當于離子交換的過程。當玻璃薄膜浸入到溶液中，薄膜表面的堿離子會溶出，與溶液中的 [H+]發生交換反應，最終達到平衡[3]。此過程十分短暫，因此在測量時要等到pH計數值穩定后再確認讀數。
Ps：待測溶液與標準緩沖溶液的溫度誤差應控制在±1℃以內[4]。
02鈉差
在測量pH值大于10的堿性溶液時，溶液中存在的大量鈉離子會使結果產生誤差，使讀數最終偏低，這種現象被稱為“鈉差”。
消除鈉差的措施有：用特制的低鈉差電極或用pH值近似的標準緩沖溶液對pH計進行校正[3]。pH標準溶液的制備方法可參考表1。
表1 pH標準溶液的制備[2]
注： ①大約溶解度。
②在110~130℃烘2~3 h。
③必須用新煮沸并冷卻的蒸水(不含CO2)配制。
03標準溶液的配制
標準緩沖溶液配制的準確度會直接影響pH值測定的準確度，所以試劑要使用分析純（AR）或優級純（GR）。
具體控制措施如下：
（1） 配制標準溶液所使用的蒸餾水應符合下列要求：水煮沸后冷卻，電導率（25℃）應小于0.2ms/m；其pH以6.7～7.3之間為宜[3]。
（2）標準物質的稱量及干燥應嚴格按規程操作，同時要注意標準溶液的保存。要在聚乙烯或硬質玻璃瓶中保存，否則所校正的數值會有偏差，容易導致pH值測定錯誤；在室溫條件下標準溶液一般保存1~2個月，當發現有混濁、發霉或沉淀現象時，不得繼續使用；放置4°C冰箱內保存，且用過的標準溶液不得再倒回去[4]。
（3）標準溶液的pH值隨溫度變化而稍有差異。一些常用標準溶液的在不同溫度下的pH值參考表2。
表2 pH標準緩沖溶液在不同溫度時的標準值
04玻璃電極
玻璃電極也是影響pH值準確度的重要因素之一。在日常檢測中，需嚴格按照玻璃電極使用說明書使用，長時間不用的電極應該浸泡在4mol/L的飽和氯化鉀溶液中[3]。使用前，玻璃電極需在純水浸泡24h以上；使用后，需用純水反復沖洗數次，然后浸入氯化鉀溶液中存放[4]。
05樣品檢測及時性
測量生活飲用水的pH值時，最好采用現場測量的方式，如不能現場測量，樣品最好置于0-4℃的冰箱內儲存，且在6h內完成測量[3]。
06測量時的注意事項[2]
（1） 玻璃電極在使用前先放入純水中浸泡24h以上；
（2）測定pH時，玻璃電極的球泡應全部浸入溶液中，并使其稍高于甘汞電極的陶瓷芯端，以免攪拌時破壞；
（3）必須注意玻璃電極的內電極與球泡之間、甘汞電極的內電極和陶瓷芯之間不得有氣泡，防止斷路；
（4）甘汞電極中的飽和氯化鉀溶液的液面必須高出汞體，在室溫下應有少許氯化鉀晶體存在，以保證氫化鉀溶液的飽和。但氫化鉀晶體不宜過多，防止堵塞與被測溶液的通路；
（5） 測定pH值時，為減少空氣和水樣中二氧化碳的溶入或揮發，在測水樣之前，不得提前打開水樣瓶；
（6）玻璃電極表面受到污染時，需進行處理。如果吸附著無機鹽結垢，可用溫稀鹽酸溶解；吸附鈣鎂等難溶性結垢，可用EDTA二鈉溶液溶解；沾有油污時，可由丙酮清洗。電極按上述方法處理后，應在蒸餾水中浸泡一晝夜再使用。
ps：忌用無水乙醇、脫水性洗滌劑處理電極。
結 語
pH值是評價水質的重要參數之一，為獲得準確的pH值，測量過程中應注意影響pH值準確度的因素并加以控制。
參考文獻：
[1] 許韓山,繆小靜,錢鋒,俞曉軍. 淺談飲用水pH[J]. 飲料工業,2012,15(01):7-10.
[2] GB/T 6920-1986，水質 pH值的測定 玻璃電極法[S].北京:中國標準出版社,1986.
[3] 陳士娟,宋世兵. 生活飲用水pH值檢測影響因素分析[J]. 黑龍江科技信息,2014(35):82.
[4] 徐艷宏. 影響水質PH值測定的因素(玻璃電極法)[J]. 黑龍江科技信息,2007(17):24.
來源：SMQ食品檢測
