pH计使用与维护解析

pH计的使用与维护授课人：余秀娟授课对象：酒醅污水分析检测人员应用广泛pH计的使用与维护窖泥分析污水分析原辅料分析水、硅藻土pH值测定污水pH值的测定窖泥的pH值的测定为什么要开展这门课程——我公司pH计的应用情况微生物培养基、缓冲溶液pH的调节等污水分析污水pH值的测定污水分析污水pH值的测定为什么要开展这门课程——我公司pH计的应用情况为什么要开展这门课程——我公司pH计的应用情况设备编号名称型号厂家投运时间仪器级别放置位置740340001ApH计Delta320梅特勒/0.01级产业园科技楼B区一楼检测中心原辅料室740340002BpH计FE20梅特勒/0.01级张集检测中心污水化验室740340003BpH计FE20梅特勒2013.120.01级本部检测中心酒醅化验室740340004BpH计FE20梅特勒/0.01级本部检测中心酒醅化验室740340006BpH计FE20梅特勒2013.110.01级产业园科技楼A区三楼技术中心大曲窖泥研究室740340005BpH计PHS-3C上海仪电科学仪器2012.70.01级产业园科技楼A区三楼技术中心大曲窖泥研究室740340007BpH计（多参数测定仪）S220-K梅特勒2013.110.001级产业园科技楼A区三楼技术中心常规微生物研究室为什么要开展这门课程——我公司pH计的应用情况pH计pH电极pH标准缓冲溶液如何开展这门课程——几个问题以上问题你都弄懂了吗？你还能想到哪些问题？pH计工作原理？类型？如何选择pH计？如何正确操作pH计？电极类型？电极的选择、使用与维护？缓冲液类型？如何配制？校准时如何选择标准缓冲组？缓冲液如何保存？保质期多久？理论培训Diagram2Diagram3原理+应用动画指导+标准化操作视频理论+实操Diagram2Diagram3效果考核操作演示如何开展这门课程——基本流程系统了解pH计在我公司的应用掌握pH计的工作原理、正确选用与标准化操作教学目标掌握pH电极的使用与维护方法掌握pH标准缓冲溶液的使用与保存方法系统了解pH计在我公司的应用掌握pH计的工作原理、正确选用与标准化操作系统了解pH计在我公司的应用掌握pH计的工作原理、正确选用与标准化操作掌握pH电极的使用与维护方法掌握pH标准缓冲溶液的使用与保存方法掌握pH电极的使用与维护方法掌握pH标准缓冲溶液的使用与保存方法系统了解pH计在我公司的应用掌握pH电极的使用与维护方法掌握pH标准缓冲溶液的使用与保存方法系统了解pH计在我公司的应用掌握pH电极的使用与维护方法掌握pH标准缓冲溶液的使用与保存方法掌握pH计的工作原理、正确选用与标准化操作系统了解pH计在我公司的应用掌握pH电极的使用与维护方法掌握pH标准缓冲溶液的使用与保存方法pH计使用与维护12345pH计原理理论pH计正确选择pH电极的使用与维护pH计标准操作演示（8min）pH标准缓冲溶液的使用与保存授课内容：1第一部分：pH计原理理论•目的pH的概念：pH值，亦称氢离子浓度指数、酸碱值，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。一、pH理论知识——相关概念pH与酸碱度的区别与联系pH的定义式为：pH=—lg[H+]（一定温度下）其中[H+]（此为简写，实际上应是[H3O+]，水合氢离子活度）指的是溶液中氢离子的活度，单位为mol·L-1。pH的表示方法：pHpH值表示酸碱的强度，也就是酸碱性强弱,表征的是离子活度。酸碱度酸碱度指水中能与强碱或强酸发生中和作用的物质的总量。表征溶液酸碱的强弱程度。25℃时，当pH7时，溶液呈酸性，当pH7时，溶液呈碱性，当pH=7时，溶液呈中性。pH值愈小，溶液的酸性愈强；pH愈大，溶液的碱性也就愈强。pH计：二、pH计工作原理及分类——原理pH计，又称作pH酸度计或者酸度计，是用来测定溶液pH的一种仪器，利用溶液的电化学性质测量氢离子浓度，以确定溶液酸碱度的传感器。pH计工作原理：pH值通常用电位法测量，用一个恒定电位的参比电极和指示电极组成一个原电池，而这个原电池的电位就是指示电极和参比电极电位的代数和。pH计的参比电极电位稳定，那么在温度保持稳定的情况下，溶液和电极所组成的原电池的电位变化，只与玻璃电极的电位有关，而玻璃电极的电位取决于待测溶液的pH值，因此通过对电位的变化测量，就可以得出溶液的pH值。E=E指示电极+E参比电极二、pH计工作原理及分类——原理解析pH计工作原理简析1：原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成，其中一个半电池称作指示电极，它的电位与特定的离子活度有关，如H+；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般与测量溶液相通，并且与测量仪表相连。此二种电极之间的电压遵循能斯特（NERNST）公式：式中：E—电位E0—电极的标准电压（不固定的常数）R—气体常数（8.31439焦耳/摩尔和℃）T—开氏绝对温度（例：20℃相当于（273.15+20）293.15开尔文）F—法拉弟常数（96493库化/当量）n—被测离子的化合价（银=1，氢=1）ln（aMe）—离子活度aMe的对数操作简便，但受色度、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及盐度的干扰2。此法简单直观，但不够准确。电位法基本不受前两种因素的干扰，所以一般物质的pH测定均用电位法。测定pH的仪器称为pH计或酸度计。化学分析法（比色法1）试纸法电位法3一、pH值理论知识——pH值测定方法pH值的测定方法：参比电极1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。.2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。指示电极3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。电流计三、pH计的构成pH计主要由参比电极、指示电极、电流计三部分组成三、pH计的构成——基本组成应用场合仪器精度数值指示原件类型笔试pH计便捷式pH计实验室台式pH计工业pH计等。分为0.2级0.1级0.02级0.01级0.001级数字越小，精度越高。指针式数显式晶体管式集成电路式单片机微电脑式四、pH计的分类四、pH计的分类各种类型pH计举例第二部分：pH计的正确选择pH计的正确选择pH计的选择pH计精度级别二、pH计的正确选择按精度级别分类概念比较•级别？•准确度？•二者的区别？分为0.2级0.1级0.02级0.01级0.001级二、pH计的正确选择——pH计精度级别pH计的级别是按其电流计的分度值（分辨率或最小显示值）表示的。例如：分度为0.1pH的仪器称为0.1级pH计；分度值为0.001pH的仪器称为0.001级pH计等等。pH计的准确度是电流计与电极配套测试标准溶液的综合误差，它不仅与电流计有关，而且与玻璃电极、参比电极或复合电极更有关。pH计的级别pH计的准确度二、pH计的正确选择——pH计精度级别电极的分辨率再高，仪器测试的准确度都难以优于0.01pH，为什么？二、pH计的正确选择——pH计精度级别从实际使用需求出发，目前电流计的分度值为0.1-0.001pH。如果有必要的话，依当前的科技水平，完全可以制造出更精密的电流计。但由于结构与制造等方面的原因，目前常用电极的性能还不能达到完全理想的程度。玻璃电极的重复性误差和参比电极的溶液液接电势稳定性都不优于0.01pH。因此电极的分辨率再高，仪器测试的准确度都难以优于0.01pH，但是选择高分辨率的pH计可以最大限度的克服或消除电流计对测试误差的影响。第二部分：pH电极的使用与维护第一节：pH电极结构一、了解pH电极的必要性电极是pH计中唯一与样品直接接触的部件，其选用、储存与维护对于测量的精密度和准确度有着最大的影响，pH电极是氢离子选择性电极，pH电极是实现pH正确的校准与测量的关键。所以我们有必要深入了解pH电极的使用与维护知识。用来指示溶液中待测离子活度的电极，其电极电势与溶液中离子活度之间有一定关系。对溶液中氢离子活度无响应，具有已知和恒定的电极电位的电极。pH复合电极就是指把pH玻璃电极和参比电极组合在一起的电极。根据外壳材料的不同分塑壳和玻璃两种pH电极复合电极参比电极指示电极二、电极结构——电极分类指示电极金属电极离子选择性电极二、电极结构——指示电极汞电极（第三类电极）金属—金属难溶盐电极（第二类电极）金属电极（第一类电极）惰性金属电极（零类电极）非晶膜电极——玻璃电极多晶膜电极——卤化银电极单晶膜电极——氟电极金属电极是指某种金属插入该金属离子的溶液中构成的电极，这种电极只包括一个界面。金属与该金属离子在该界面上发生可逆的电子转移，此类电极仅与金属离子的活度有关。最常见的金属电极是银电极1（Ag—AgCl电极）。该电极由金属表面带有该金属难溶盐的涂层的金属，浸在与其难溶盐有相同阴离子的溶液中组成。其特点是有两个相界面，其电极电位随溶液中难溶盐的阴离子活度变化而变化。常见的有甘汞电极和银氯化银电极。二、电极结构——指示电极——金属电极金属电极（第一类电极）金属—金属难溶盐电极（第二类电极）该电极有金属汞（或汞齐丝）浸入含有少量Hg2+-EDTA配合物及被测金属离子的溶液中所组成。根据溶液中同时存在的Hg2+和Mn+与EDTA间的两个配位平衡，可以导出关系式：E(Hg22+/Hg)=E(Hg22+/Hg)-0.059lgaMn+由惰性材料如铂、金或石墨炭作成片或棒状，浸入含有均相和可逆的同元素的两种不同氧化态的离子溶液中组成，称为零类电极或氧化还原电极。电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与溶液进行交换。故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。汞电极（第三类电极）惰性金属电极（零类电极）二、电极结构——指示电极——金属电极金属电极、金属-金属难溶盐电极、汞电极、惰性金属电极等，都属金属基电极。电极电位主要来源于电极表面的氧化还原反应。由于这些电极受溶液中氧化剂、还原剂等多种因素的影响，其选择性不高总结二、电极结构——指示电极——金属电极是一种以电位法测定某些特定离子活度的指示电极基于内部溶液与外部溶液之间产生的电位差，即膜内外被测离子活度的不同而产生电位差，称之为膜电位。电极的关键部件敏感膜对溶液中特定离子有选择性响应。敏感膜并不给出或得到电子，而是选择性地让某些离子渗透，同时包含离子交换过程。1、含义3、原理2、特点二、电极结构——离子选择性电极电极电位扩散电位二、电极结构——离子选择性电极——电极电位道南电位两种不同离子或离子相同而活度不同的溶液，其液液界面上由于离子的扩散速度不同，能形成液接电位，也可称扩散电位。离子的扩散属于自由扩散，没有强制性和选择性，正、负离子均可进行。扩散电位存在于液液界面、固体内部、电极的敏感膜中。若有一种带负电荷载体的膜或选择性渗透膜。它能发生交换或只让被选择的离子通过，当膜与溶液接触时，膜相中可活动的阳离子的活度比溶液中高，或者只允许阳离子通过，而阻止阴离子通过，最终结果造成溶液和膜两相界面上正、负电荷分布不均匀，形成双电层结构而产生电势差。这种电荷的迁移形式带有选择性或强制性，产生的电位是相间电位，称为道南电位。二、电极结构——离子选择性电极——玻璃电极玻璃电极的含义玻璃电极是用对氢离子活度有电势响应的玻璃薄膜制成的膜电极，是常用的氢离子指示电极。玻璃电极是最常用的指示电极。二、电极结构——离子选择性电极ISE由四个基本部分组成1：电极腔体――玻璃或高分子聚合物材料做成内参比电极――通常为Ag/AgCl电极内参比溶液――由氯化物及响应离子的强电解质溶液组成（一般为0.1mol/L的盐酸溶液）敏感膜――对离子具有高选择性的响应膜玻璃电极的结构70%Li2