浅谈酸度计的分类和使用

酸度计原理

　　酸度计的主体是精密的电位计。测定时把复合电极插在被测溶液中，由于被测溶液的酸度（氢离子浓度）不同而产生不同的电动势，将它通过直流放大器放大，最后由读数指示器（电压表）指出被测溶液的pH值。用酸度计进行电位测量是测量pH最精密的方法。pH计由三个部件构成：

　　⑴一个参比电极；
　　⑵一个玻璃电极，其电位取决于周围溶液的pH；
　　⑶一个电流计，该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。由于采用最新的电极设计和固体电路技术，现在最好的pH可分辨出0.005pH单位。参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，作为测量各种偏离电位的对照。银-氧化银电极是目前pH中最常用的参比电极。玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中，就组成一个原电池，该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和。E电池=E参比+E玻璃，如果温度恒定，这个电池的电位随待测溶液的pH变化而变化，而测量酸度计中的电池产生的电位是困难的，因其电动势非常小，且电路的阻抗又非常大（1－100MΩ）；因此，必须把信号放大，使其足以推动标准毫伏表或毫安表。电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍，放大了的信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，pH电流表的表盘刻有相应的pH数值；而数字式pH计则直接以数字显出pH值。
分类
　　酸度计的种类很多，主要有以下分类：
　　笔试酸度计、便携式酸度计、台式酸度计、在线式酸度计：
　　笔试酸度计是携带最为方便，也是最便宜的一种酸度计。由于其形状类似笔状，顾名为笔式酸度计。
　　便携式酸度计其携带也比较方便，相比笔试酸度计，便携式的精度优于笔试的，其寿命也是比笔试酸度计要长。
　　台式酸度计是主要应用于实验室较多，其精度最高，检测快。但不适合携带。
　　在线式酸度计是监测水质用，即24小时在线监测。且通常可输出4-20信号，可接程控设备等。
特点
　　自动校正、自动识别缓冲液操作简单到只需按一个键；
　　自定义缓冲液和3点校正功能更加适合测量强酸强碱溶液；
　　自动温度补偿，测量高温样品时更精确；
　　电极状态显示，随时提醒电极使用情况；
　　回显校准数据。
电极
　　1、电极膜的类型：就膜电极而言，应根据电极的耐用强度、温度适用范围及在高PH的环境下钠离子的影响而选择不同的玻璃膜。ISFET电极则适用于食品等固态物质的测量。
　　2、电极外壳：玻璃外壳具有较好的耐腐蚀性、抗溶解性及超过100℃的耐高温性能。相比较而言，塑料外壳的电极不适用于80℃以上的测量。因此玻璃外壳的电极适用于精密、高温的常规PH测量，塑料外壳的电极则是较粗糙的应用场合的良好选择。
　　3、参比电极：可填充电极允许补充参比电解液重复使用。而密封电极通常填充为电解液载体的胶体，当胶体被污染时必须更换电极。氯化亚汞参比电极的重复使用性和电稳定性在常温及温度比较稳定的状态下较Ag/AgCl参比电极的性能稍显优异，但其使用温度不能高于80℃，适用于临床检测，如含有蛋白质的试样、有机缓冲液和高纯水测量等。Ag/AgCl电极具有很好的温度稳定性，在-5到110℃范围内均适用。
　　4、盐桥：单盐桥电极使用于常规场合、双盐桥电极则适用于有机物、蛋白质、重金属以及含银、硫等干扰成份的测量。
　　5、应用：经济型复合电极可用于实验室及野外常规测量。塑料外壳具有良好的抗冲击性。开口电极则可提供快速、稳定的响应，使用寿命长。特殊测量时应根据情况选择不同的电极长度及半径。可填充电解液的电极使用寿命可有限延长，适于测量有一定粘度的样品或低电导样品。使用步骤
　　测定时把复合电极插在被测溶液中，由于被测溶液的酸度（氢离子浓度）不同而产生不同的电动势，将它通过直流放大器放大，最后由读数指示器（电压表）指出被测溶液的pH值。酸度计能在0～14pH值范围内使用。酸度计有台式、便携式、表型式等多种，读数指示器有数字式和指针式两种。
　　1、校正：先将仪器斜率调节器调节在100%位置，再根据被测溶液的温度，调节温度调节器到该温度值。
　　2、定位：把复合电极插入仪器。选择一种最接近样品pH值的缓冲溶液，把电极放入这一缓冲溶液里，摇动烧杯，使溶液均匀。待读数稳定后，该读数应是缓冲溶液的pH值，否则就要调节定位调节器。用于分析精度要求较高的测定时，要选择两种缓冲溶液（即被测样品的pH值在该两种缓冲溶液的pH值之间或接近）。待第种缓冲溶液的pH值读数稳定后，该读数应为该缓冲溶液的pH值，否则调节定位调节器。清洗电极，吸干电极球泡表面的余液。把电极放入第二种缓冲溶液中，摇动烧杯使溶液均匀，待读数稳定后，该读数应是第二种缓冲溶液的pH值，否则调节斜率调节器。
　　3、测量：经过pH标定的仪器，即可用来测定样品的pH值。这时温度调节器、定位调节器、斜率调节器都不能再动。用蒸馏水清洗电极，用滤纸吸干电极球部后，把电极插在盛有被测样品的烧杯内，轻轻摇动烧杯，待读数稳定后，就显示被测样品的pH值。复合电极的主要传感部分是电极的球泡，球泡极薄，千万不能跟硬物接触。测量完毕套上保护帽，帽内放少量补充液（3mol/L的氯化钾溶液），保持电极球泡湿润。仪器采用CMOS集成电路，不用时插入短路插头。检修时电烙铁要有良好的接地，以保护仪器。