純水pH測量相關問題
點擊: 次 時間:2019-06-21 16:11
純水pH值的測量要想獲得一個比較滿意的結果，是一件比較困難的事情，特別是用常規(guī)的復合電極在實驗室敞放式的測量更是如此。表現(xiàn)情況往往是：響應緩慢，示值漂移，重復性差，準確度低等。
一、產生的原因：
1、由于純水中離子濃度非常低，而參比電極鹽橋溶液選中高濃度3mol/L的KCl，相互之間的濃度差較大，與它在普通溶液中的情況差別很大。在純水會加大鹽橋溶液的滲透速度，促使鹽橋的損耗，從而加速了K+和CL-的濃度的降低。引起液接界電位的變化和不穩(wěn)定，而Ag/AgCl參比電極本身的電位取決于CL-的濃度。CL-濃度發(fā)生了變化，其參比電極自身電位也會隨之變化。于是就使得示值漂移。特別是不能補充內參比液的復合電極更會如此。
2、為了保證復合電極的pH零電位，鹽橋必須采用高濃度的KCl，同時為了防止Ag/AgCl鍍層被高濃度的KCl溶解，在鹽橋中又必須添加粉末狀的AgCl，使鹽橋溶液被AgCl飽和。但是根據(jù)上第1條所述，由于鹽橋溶液中KCl濃度的降低，又使原本溶解在其中的AgCl過飽和而沉淀，從而堵塞液接界。
3、純水很容易受到污染，在燒杯中敞開測量，很容易受到CO2吸收的影響，pH值會不停地往下降，有關國際標準規(guī)定測量必須在一個特殊的裝置中密閉中進行。但在一般實驗室中難于實行。
4、pH值反映的是H+的活度，（H+）而不是H+的濃度[H+]，其關系為（H+）＝f×[H+]。F為H+的活度系數(shù)。它是由溶液中所有離子的總濃度決定而不只決定于被測離子的濃度。在理論純水中活度系數(shù)f等于1，但只要有其它離子存在，活度系數(shù)就要改變，pH值也就會改變。即pH值受溶液中總的離子濃度的影響，總離子濃度變化，pH值就要改變。由于復合電極液接界很靠近pH敏感玻璃球泡，從液接界滲漏出的鹽橋溶液首先聚集在敏感球泡周圍，改變了其附近的總離子濃度，由上述原因可知，使用測量值只是敏感球泡附近的被改變了pH值，不能反映其真實的pH值。雖然采用攪拌或搖動燒杯的方法可以改變這種情況，但實踐證明，攪拌速度不同，測試的值也會不一樣，同時攪拌或搖動又會加速CO2的溶解，所以也不可取。
5、由于玻璃電阻的內阻很高，內阻越高玻璃膜就越厚，其不對稱電位就會加大，電極的惰性也隨之加大，電動勢的產生就越于緩慢。同時，由于純水是一種無緩沖作用的液體，與標準緩沖溶液的性質完全不同，在標準緩沖溶液中表現(xiàn)良好的電極一下子移至無緩沖性的純水中，電極電位的建立時間無疑就會變得遲緩。
二、克服和改善方法：綜上所述，純水pH值測試比較困難，主要是由于電極的結構性能和此次引起電極液接界電位的不穩(wěn)定以及純水的無緩沖性能和空氣中CO2等因素的原因。為此，可采用以下方法來克服和改善。
1、用一支適合作純水的pH電極應是首先考慮的。目前，國內一些廠家已開發(fā)出一些適于或專門作純水pH值測量的電極。有關產品信息歡迎聯(lián)系廣州市深華生物技術有限公司。
2、使用分離電板，即單獨的pH玻璃電極和參比電極測量時，使參比電極盡可能遠離玻璃電極，以改善上面第4條中所分析的現(xiàn)象。
3、加大被測純水的取樣量，并可能減小和空氣的接觸面，同時不要攪拌和搖動，以減少CO2的吸收。
4、在被測水樣中加入中性鹽（如KCl）作為離子強度調節(jié)劑，改變溶液中的離子總強度，增加導電性，使測量快速穩(wěn)定。此方法國家標準GB/T6P04.3-93中規(guī)定：“測量水樣時為了減少液接電位的影響和快速達到穩(wěn)定，每50ml水樣中加入一滴中性0.1moL/LKCL溶液。”雖然此方法改變了水樣中的離子強度，在一定程度上引起了其pH值得變化，但經實驗證明此變化在數(shù)值上只改變了0.01pH左右，是完全可以接受的。但采用這種方法時，一定要注意所 加的KCl溶液不應含任何堿性或酸性的雜質。因此，KCl試劑要采用高純度的，所配溶液的水質也要高純度的中性水質。
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一、產生的原因：
1、由于純水中離子濃度非常低，而參比電極鹽橋溶液選中高濃度3mol/L的KCl，相互之間的濃度差較大，與它在普通溶液中的情況差別很大。在純水會加大鹽橋溶液的滲透速度，促使鹽橋的損耗，從而加速了K+和CL-的濃度的降低。引起液接界電位的變化和不穩(wěn)定，而Ag/AgCl參比電極本身的電位取決于CL-的濃度。CL-濃度發(fā)生了變化，其參比電極自身電位也會隨之變化。于是就使得示值漂移。特別是不能補充內參比液的復合電極更會如此。
2、為了保證復合電極的pH零電位，鹽橋必須采用高濃度的KCl，同時為了防止Ag/AgCl鍍層被高濃度的KCl溶解，在鹽橋中又必須添加粉末狀的AgCl，使鹽橋溶液被AgCl飽和。但是根據(jù)上第1條所述，由于鹽橋溶液中KCl濃度的降低，又使原本溶解在其中的AgCl過飽和而沉淀，從而堵塞液接界。
3、純水很容易受到污染，在燒杯中敞開測量，很容易受到CO2吸收的影響，pH值會不停地往下降，有關國際標準規(guī)定測量必須在一個特殊的裝置中密閉中進行。但在一般實驗室中難于實行。
4、pH值反映的是H+的活度，（H+）而不是H+的濃度[H+]，其關系為（H+）＝f×[H+]。F為H+的活度系數(shù)。它是由溶液中所有離子的總濃度決定而不只決定于被測離子的濃度。在理論純水中活度系數(shù)f等于1，但只要有其它離子存在，活度系數(shù)就要改變，pH值也就會改變。即pH值受溶液中總的離子濃度的影響，總離子濃度變化，pH值就要改變。由于復合電極液接界很靠近pH敏感玻璃球泡，從液接界滲漏出的鹽橋溶液首先聚集在敏感球泡周圍，改變了其附近的總離子濃度，由上述原因可知，使用測量值只是敏感球泡附近的被改變了pH值，不能反映其真實的pH值。雖然采用攪拌或搖動燒杯的方法可以改變這種情況，但實踐證明，攪拌速度不同，測試的值也會不一樣，同時攪拌或搖動又會加速CO2的溶解，所以也不可取。
5、由于玻璃電阻的內阻很高，內阻越高玻璃膜就越厚，其不對稱電位就會加大，電極的惰性也隨之加大，電動勢的產生就越于緩慢。同時，由于純水是一種無緩沖作用的液體，與標準緩沖溶液的性質完全不同，在標準緩沖溶液中表現(xiàn)良好的電極一下子移至無緩沖性的純水中，電極電位的建立時間無疑就會變得遲緩。
二、克服和改善方法：綜上所述，純水pH值測試比較困難，主要是由于電極的結構性能和此次引起電極液接界電位的不穩(wěn)定以及純水的無緩沖性能和空氣中CO2等因素的原因。為此，可采用以下方法來克服和改善。
1、用一支適合作純水的pH電極應是首先考慮的。目前，國內一些廠家已開發(fā)出一些適于或專門作純水pH值測量的電極。有關產品信息歡迎聯(lián)系廣州市深華生物技術有限公司。
2、使用分離電板，即單獨的pH玻璃電極和參比電極測量時，使參比電極盡可能遠離玻璃電極，以改善上面第4條中所分析的現(xiàn)象。
3、加大被測純水的取樣量，并可能減小和空氣的接觸面，同時不要攪拌和搖動，以減少CO2的吸收。
4、在被測水樣中加入中性鹽（如KCl）作為離子強度調節(jié)劑，改變溶液中的離子總強度，增加導電性，使測量快速穩(wěn)定。此方法國家標準GB/T6P04.3-93中規(guī)定：“測量水樣時為了減少液接電位的影響和快速達到穩(wěn)定，每50ml水樣中加入一滴中性0.1moL/LKCL溶液。”雖然此方法改變了水樣中的離子強度，在一定程度上引起了其pH值得變化，但經實驗證明此變化在數(shù)值上只改變了0.01pH左右，是完全可以接受的。但采用這種方法時，一定要注意所 加的KCl溶液不應含任何堿性或酸性的雜質。因此，KCl試劑要采用高純度的，所配溶液的水質也要高純度的中性水質。
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