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關于pH計測量的幾個重要問題

日期:2022-08-16 12:52
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摘要:
關于pH計測量的幾個重要問題:
1.高溫下的pH測量


水溶液高溫一般是指60以上,在這種條件下溶液對玻璃電極的侵蝕作用特別嚴重,尤其在堿性pH范圍時更為強烈,這種侵蝕作用引起玻璃電極電勢的漂移,以至性能變劣。

在制藥、發酵、食品等工業中微生物繁殖罐,pH測量要求玻璃電極能承受120-130的高溫消毒作用,也就是要求電極能夠承受高溫溶液的侵蝕作用。

高溫測量需要解決的另一問題是參比電極的穩定性。

為防止高溫下AgCl溶解,采用加厚AgCl層,電極溶液中加入固體AgCl或采用AgCl單晶作參比電極;亦可將參比電極接于高溫區外,通過鹽橋進行連接。

推薦使用上海沃懋儀表科技有限公司PHG8106A型工業pH計及P8G3B型高溫PH電極、EP120型耐高溫可消毒高溫電極。


2.低溫下的pH測量


低溫時,玻璃電極內阻急劇上升,因此應選用低內阻pH玻璃電極,在電極內溶液中加入有機溶劑,可使冰點下降。



3.非水溶液的pH測量


非水溶液是指由非水溶劑組成的溶液,包括純粹非水溶液和部分非水溶液。

許多溶于有機溶劑的電解質,也需要進行pH值測量。常用有機溶劑有乙醇、乙二醇類、醚、酰胺、腈類、酮類等。它們溶解電解質的能力與它們的介電常數ε有關。它們的介電常數與水有明顯差別(水ε=78.3),可能比水高或低。例如丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺介電常數ε分別為20.724.332.636.742.5109.5。由于有機溶劑介電常數與水不同,因此每一種溶劑的pH范圍以及中性點與水有明顯差別。

隨著工業發展、科技進步對非水溶液pH值測量的研究已經逐步開展。研究較為成熟的是重水、丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺等。

純凈水在化學上是中性的,水的離子積常數Kw250C時等于10-14次方。水溶液常用pH范圍的幅度通常定義為:

log Kw = 14 因此,pH測量范圍從 0 14.

水溶液中性點pHnH+ OH- 濃度相等時的pH值。 pHn = -1/2 log Kw

pHn與溫度有關,在250C時,pHn=,7.00,在1000CpHn=6.13,見附表。

Z溶劑的pH范圍定義為;

pH范圍(z= - log(KAP)Z, (KAP)ZZ的離子積(也稱離子遷移數)。在250C

Z=水時, Kap= 10-14 pH范圍為 14pH pHn =7

Z=乙腈, Kap= 10-28 pH范圍為 28pH pHn =14

Z=甲酰胺 Kap=10-17 pH范圍為 17pH pHn =8.5

注意:在水溶液中pH=14意味著堿性*大時的pH值,在乙腈溶液中pH=14僅為中性點。所以在不同溶劑pH值比較時要引起注意,即不同溶劑pH值它們之間沒有什么可比性。

非水溶液pH值測量時的注意事項:

非水溶液導電性差,參比電極與被測溶液之間會形成一個大而不穩定液接電位,從而造成相當大的測量誤差。參比電極與pH玻璃電極盡量靠近,參比電極電解液KCL滲透量要大(外參比電極電解液KCL滲透量要大)。*好采用復合電極。由于復合電極中指示電極與參比電極距離近而且固定,有利于在非水溶液中獲得穩定而重復的電位,pH測量池應有良好屏蔽。

在測量乳狀物(emulsion)或者油的溶液,正確選擇液接界的種類、液接界容易更新和清潔是非常重要的。推薦開放式或套筒式液接界能適用于某些非水溶液測量。

在線測量時,嚴格控制流速(層流流動)。避免湍流產生。

參比電極溶液的溶劑應該以被測溶液組成作溶劑,以消除不穩定的液接界電位或者采用雙鹽橋溶液。

測量非水溶液后pH玻璃電極往往會出現響應特征下降,此時應選擇清洗劑清洗電極,然后浸置于0.1mol/LHCL中幾小時,可使電極得到恢復。

測量含有脂肪、蛋白質的溶液后,可將電極浸入含有強的胃蛋白酶(PepsinHC混合溶劑中幾小時,然后用水淋洗。

對于與水相類似的非水介質,例如重水,水一醇體系的pH測量,玻璃電極在這類溶劑中能較長時間保持電勢的穩定。將電極浸泡于該溶劑中經過**,電極達到平衡,然后使用這種溶劑配置的標準緩沖液校準電極,按此方法測得pH值是相對pH值或稱表觀pH值。

非水溶液pH測量電極,*好采用鋰玻璃電極,而不要采用鈉玻璃pH電極(鋰玻璃pH電極帶藍色,鈉玻璃pH電極球泡為白色)。因為對于玻璃電極來說,必須有水份才能形成具有pH響應的水合凝膠層 鋰玻璃電極比鈉玻璃電極對水分要求小得多。

非水測量時,應采用大量程的pH計(超出滿度pH 14范圍),

關于pH計測量的幾個重要問題



4 膠體及渾濁液的pH測量

在這類樣品中,玻璃電極一般能正常響應,如玻璃電極被沾污,可按照玻璃電極清洗和維護方法處理,問題往往出現在參比電極液接界端面,帶電荷的膠團或微粒容易引起液接界電勢不穩定,一般采用二種方法解決:

增大鹽橋溶液的滲出速度,以減少膠團和微粒對液接界影響。


5 高堿、高酸樣品的pH測量

pH>10的堿性溶液中,應使用鋰玻璃電極,可減少堿誤差,目前一般pH玻璃電極堿誤差較小;pH>12時,堿誤差增大,由于電極較長時間浸置于堿液中,電極會出現電位漂移、響應遲鈍等現象,此時應將電極用水沖洗干凈,然后浸置于0.1mol/L HCL24h,經此處理,電極性能可恢復。

在高堿溶液中,外參比液接界材料、陶瓷芯、石棉絲容易受到堿液的侵蝕而損壞。

在酸性溶液(pH<2)中,出現酸誤差,*好使用鋰玻璃電極,在酸性溶液中出現電勢漂移等現象,可將電極浸入蒸餾水后,一般可恢復。

在堿性、酸性測量時,定位的標準溶液應該愈接近被測溶液pH值愈好,以減少殘余液接界電勢。

在堿性溶液校準時應注意空氣中CO2對標準溶液的影響.pH=10標準溶液經過12h與空氣接觸,由于CO2影響pH變化0.22單位,pH=9.18標準溶液pH變化0.02單位。所以在堿性溶液校準時*好使用密封容器,使用時打開用畢后蓋好,并把電極浸入溶液中。



6.含氫氟酸 (HF)溶液的pH 測量

在酸性介質中,如果氟化物濃度大于10-6mol/L時,就會對玻璃電極嚴重腐蝕,一般采用兩種辦法:

(1)用玻璃電極迅速測量。

(2)使用金屬銻電極。推薦使用上海沃懋儀表科技有限公司的PHG8006型在線pH計及P8T3B型耐氫氟酸pH電極。

滬公網安備 31011502007564號

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