1、測定溶液pH值時為什么要先用標(biāo)準(zhǔn)pH緩沖溶液進行定位? 使用新的玻璃電極前為什么要將它浸泡24小時以上?
玻璃電極之所以具有氫電極功能,主要是其玻璃球泡是由堿金屬的硅酸鹽熔制而成的特殊的玻璃薄膜,這種薄膜玻璃經(jīng)充分浸泡后,其硅酸鹽水解形成活化的水化層就能產(chǎn)生電極電位,具有了氫電極功能;若是干燥電極,因不能形成活化的水化層也就不具有氫電極功能。薄膜玻璃的吸水量與浸潤程度直接關(guān)系到pH測量結(jié)果。凡充分浸泡即浸潤程度好的電極,因電化轉(zhuǎn)換系數(shù)高,電極內(nèi)阻及不對稱電位迅速變小,因此在其形成的活化水化層中電極反應(yīng)易達到平衡,電計示值不會漂移,便于讀數(shù),測量結(jié)果準(zhǔn)確;反之結(jié)果必然誤差很大甚至使測量無法進行。以電極內(nèi)阻變化為例,同一支電極干燥時內(nèi)阻為92×107Ω,在蒸餾水中充分浸泡后內(nèi)阻就降為24×107Ω了,可見玻璃電極的充分浸泡對pH測量是至關(guān)重要的。浸泡時間與玻璃組成、薄膜厚度有關(guān),一般新制電極及玻璃電導(dǎo)率低、薄膜較厚的電極浸泡時間以24小時為宜;反之浸泡時間可短些。zui近生產(chǎn)的玻璃電極包括E-201-C型、65-1A型復(fù)合電極,因玻璃質(zhì)量與制作工藝的提高,其說明書上都注明初用或久置不用的電極,使用時只需在3Mol的KCL溶液或去離子水中浸泡2~10小時即可。
2、PH電極生霉了怎么辦?
玻璃電極可用5%HF溶液浸10~20分鐘,立即用水沖洗干凈,然后浸入0.1N HCl溶液一晝夜后繼續(xù)使用,銻電極用沙紙把電極頭打磨幾下就好了。高分子膜電極那你就要換新的了。
3、測量溫度對電極有什么影響?
(1)溫度對玻璃電極電化轉(zhuǎn)換系數(shù)有影響,其變化為0.1983mV/℃。在不同溫度下測同一溶液的pH值數(shù)據(jù)是不相同的,因此pH計上都設(shè)置了溫度補償器用以抵消溫度變化引起的誤差。在pH測量中使用者必須把溫度補償器線標(biāo)放在被測液溫上,選擇該溫度下標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液對應(yīng)的pH值作定位的示值,然后再測被測液的pH值。
(2)溫度對玻璃電極的“堿誤”有關(guān),溫度越高,“堿誤”越大;另外甘汞電極只能在(0~70)°C范圍內(nèi)使用,溫度超過70°C,甘汞易于分解而使電極不穩(wěn)定,給測量帶來困難與誤差,一般pH計溫度補償器設(shè)置的zui高溫度為60°C就是這個道理。
(3)溫度對玻璃電極的內(nèi)阻及不對稱電位的變化有很大影響。電極在較高溫度溶液中浸泡或測量,由于其內(nèi)阻及不對稱電位迅速變小,電計示值就能很快穩(wěn)定且較準(zhǔn)確;反之電計示值就會不斷漂移,穩(wěn)定很慢,誤差也大。再以內(nèi)阻為例:同一支電極23°C時測量,內(nèi)阻為25×108Ω,而13°C與3°C時測量,內(nèi)阻就增高至96×108Ω與54×109Ω了,這就是低溫天氣進行pH測量,電極反應(yīng)遲鈍,示值不斷漂移,需長時間才能穩(wěn)定讀數(shù)的原因。
(4)測量過程中溫度變化或標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液與被測液溫不一致時也將產(chǎn)生誤差或示值不穩(wěn)。這是因為內(nèi)阻越高的玻璃電極要求溫差變化越?。欢腋使娪袦囟葴笮?,對溫度的變化也要求盡量減小才能使電極電勢穩(wěn)定。因此在pH測量過程中必須使標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液與被測液液溫盡量接近并保持恒定。防止溫度的急劇變化是保證測量結(jié)果準(zhǔn)確度的必要條件之一。
4、被測溶液對電極有什么影響?
被測溶液的化學(xué)性質(zhì)、物理狀態(tài)在pH測量中對電極的影響不可忽視,有些甚至危及電極的使用壽命,因此必須高度重視。
(1)在測量高堿溶液時,若被測液pH值大于10,其堿金屬離子(如Na+)濃度很大可與玻璃電極薄膜上的H+發(fā)生離子交換而使溶液中H+濃度增加,測出的pH值小于實際值,產(chǎn)生了“堿誤”。此時應(yīng)選用鋰玻璃電極并在較低液溫下測量可減少“堿誤”引起的誤差;在測量高酸溶液時,如被測液pH值小于1,由于玻璃敏感膜的溶解而產(chǎn)生“酸誤”,誤差值大小與酸的濃度及電極浸入時間有關(guān),濃度愈高,浸入時間愈長、誤差就愈大。因此凡在高堿、高酸溶液中測試,先將電極在類似pH溶液中浸泡一下再進行測量,可提高響應(yīng)速度,減少浸入時間以提高測量準(zhǔn)確度。
(2)在對玻璃電極有損害的溶液中測量pH值時,除對高堿、高酸溶液中必須操作迅速,用后必須用合適清洗劑及時清洗外,其它如氫氟酸、氟化物、濃乙醇、重鉻酸鉀濃硫酸洗液等千萬不可使用玻璃電極測量,因為這些溶液不僅會腐蝕破壞玻璃敏感膜,而且還會使薄膜玻璃脫水而失效,嚴(yán)重?fù)p壞電極。
(3)測量粘度較大的有機溶液如蛋白質(zhì)、鞣料、染料時,因這些粘性物質(zhì)會在玻璃電極薄膜上產(chǎn)生沉積,影響H+交換而降低測量靈敏度,也會堵塞甘汞電極鹽橋口,使飽和KCL溶液泄漏速度變慢,增大了甘汞電極內(nèi)阻及液接界電極電勢而出現(xiàn)反應(yīng)遲緩、電計示值不穩(wěn)的現(xiàn)象。因此電極用后必須根據(jù)污染物性質(zhì)進行復(fù)新。
(4)在對非水溶液的pH測量時,由于玻璃電極薄膜內(nèi)外溶液的性質(zhì)不同,玻璃電極薄膜兩側(cè)的固有電位顯然不同,非水溶液中氫離子活度及pH值與水溶液中的H+活度及pH值具有了不同的意義,因此用現(xiàn)在的pH測量裝置對非水溶液進行pH測量尚有困難。但是對非真溶液如乳濁液、懸濁液、膠體溶液的pH測量時,只要這些溶液中含水量足夠大,且水不分離時,仍可對這些溶液進行pH測量。只是由于這些溶液中玻璃電極靈敏度下降,甘汞電極液接界電極電位變大而使電極反應(yīng)遲緩,平衡時間相對延長,但測量結(jié)果終能顯示并保持了一定的測量準(zhǔn)確度。筆者曾在墨水生產(chǎn)廠觀察過對墨水的pH值測量,pH計的數(shù)量經(jīng)過較長時間的漂移后,zui終穩(wěn)定在一個數(shù)據(jù)上,這個測量值對表征墨水的pH實際值就很有一定的參考價值。
pH測量是由一次儀表電極和二次儀表酸度計組成。通常一次儀表是以玻璃電極為指示電極,以甘汞電極為參比電極組成的原電池,它們是pH測量中直接放入被測溶液中的敏感元件,它們性能的好壞直接關(guān)系到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中玻璃電極的轉(zhuǎn)換系數(shù)、內(nèi)阻、不對稱電位、響應(yīng)速度、甘汞電極的電極電勢、內(nèi)阻、玻璃電極球泡的浸潤程度、測量溫度的影響以及被測溶液的物理化學(xué)性質(zhì)等因素都會影響pH測量結(jié)果。
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