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关于PH电极使用时常出现的问题

中小学试题|家庭教育题库|辅导习题「中国戏曲学院附属中等戏曲学校」来源: https://www.gxfz.org 2019-12-13 16:50高中 414 ℃
去离子水ph
关于PH电极使用时常出现的问题

1、测定溶液pH值时为什么要先用标准pH缓冲溶液进行定位。 使用新的玻璃电极前为什么要将它浸泡24小时以上。
玻璃电极之所以具有氢电极功能,主要是其玻璃球泡是由碱金属的硅酸盐熔制而成的特殊的玻璃薄膜,这种薄膜玻璃经充分浸泡后,其硅酸盐水解形成活化的水化层就能产生电极电位,具有了氢电极功能;若是干燥电极,因不能形成活化的水化层也就不具有氢电极功能。薄膜玻璃的吸水量与浸润程度直接关系到pH测量结果。
凡充分浸泡即浸润程度好的电极,因电化转换系数高,电极内阻及不对称电位迅速变小,因此在其形成的活化水化层中电极反应易达到平衡,电计示值不会漂移,便于读数,测量结果准确;反之结果必然误差很大甚至使测量无法进行。
以电极内阻变化为例,同一支电极干燥时内阻为92×107Ω,在蒸馏水中充分浸泡后内阻就降为24×107Ω了,可见玻璃电极的充分浸泡对pH测量是至关重要的。
浸泡时间与玻璃组成、薄膜厚度有关,一般新制电极及玻璃电导率低、薄膜较厚的电极浸泡时间以24小时为宜;反之浸泡时间可短些。最近生产的玻璃电极包括E-201-C型、65-1A型复合电极,因玻璃质量与制作工艺的提高,其说明书上都注明初用或久置不用的电极,使用时只需在3N的KCL溶液或去离子水中浸泡2~10小时即可。


2、PH电极生霉了怎么办。
玻璃电极可用5%HF溶液浸10~20分钟,立即用水冲洗干净,然后浸入0.1N HCl溶液一昼夜后继续使用,锑电极用沙纸把电极头打磨几下就好了。
高分子膜电极那你就要换新的了。


3、测量温度对电极有什么影响。
(1)温度对玻璃电极电化转换系数有影响,其变化为0.1983mV/℃。在不同温度下测同一溶液的pH值数据是不相同的,因此pH计上都设置了温度补偿器用以抵消温度变化引起的误差。在pH测量中使用者必须把温度补偿器线标放在被测液温上,选择该温度下标准缓冲溶液对应的pH值作定位的示值,然后再测被测液的pH值。
(2)温度对玻璃电极的“碱误”有关,温度越高,“碱误”越大;另外甘汞电极只能在(0~70)°C范围内使用,温度超过70°C,甘汞易于分解而使电极不稳定,给测量带来困难与误差,一般pH计温度补偿器设置的最高温度为60°C就是这个道理。

(3)温度对玻璃电极的内阻及不对称电位的变化有很大影响。电极在较高温度溶液中浸泡或测量,由于其内阻及不对称电位迅速变小,电计示值就能很快稳定且较准确;反之电计示值就会不断漂移,稳定很慢,误差也大。
再以内阻为例:同一支电极23°C时测量,内阻为25×108Ω,而13°C与3°C时测量,内阻就增高至96×108Ω与54×109Ω了,这就是低温天气进行pH测量,电极反应迟钝,示值不断漂移,需长时间才能稳定读数的原因。
(4)测量过程中温度变化或标准缓冲溶液与被测液温不一致时也将产生误差或示值不稳。
这是因为内阻越高的玻璃电极要求温差变化越小;而且甘汞电极具有温度滞后性,对温度的变化也要求尽量减小才能使电极电势稳定。因此在pH测量过程中必须使标准缓冲溶液与被测液液温尽量接近并保持恒定。防止温度的急剧变化是保证测量结果准确度的必要条件之一。


4、被测溶液对电极有什么影响。

被测溶液的化学性质、物理状态在pH测量中对电极的影响不可忽视,有些甚至危及电极的使用寿命,因此必须高度重视。
(1)在测量高碱溶液时,若被测液pH值大于10,其碱金属离子(如Na+)浓度很大可与玻璃电极薄膜上的H+发生离子交换而使溶液中H+浓度增加,测出的pH值小于实际值,产生了“碱误”。此时应选用锂玻璃电极并在较低液温下测量可减少“碱误”引起的误差;在测量高酸溶液时,如被测液pH值小于1,由于玻璃敏感膜的溶解而产生“酸误”,误差值大小与酸的浓度及电极浸入时间有关,浓度愈高,浸入时间愈长、误差就愈大。
因此凡在高碱、高酸溶液中测试,最好先将电极在类似pH溶液中浸泡一下再进行测量,可提高响应速度,减少浸入时间以提高测量准确度。

(2)在对玻璃电极有损害的溶液中测量pH值时,除对高碱、高酸溶液中必须操作迅速,用后必须用合适清洗剂及时清洗外,其它如氢氟酸、氟化物、浓乙醇、重铬酸钾浓硫酸洗液等千万不可使用玻璃电极测量,因为这些溶液不仅会腐蚀破坏玻璃敏感膜,而且还会使薄膜玻璃脱水而失效,严重损坏电极。
(3)测量粘度较大的有机溶液如蛋白质、鞣料、染料时,因这些粘性物质会在玻璃电极薄膜上产生沉积,影响H+交换而降低测量灵敏度,也会堵塞甘汞电极盐桥口,使饱和KCL溶液泄漏速度变慢,增大了甘汞电极内阻及液接界电极电势而出现反应迟缓、电计示值不稳的现象。
因此电极用后必须根据污染物性质进行复新。
(4)在对非水溶液的pH测量时,由于玻璃电极薄膜内外溶液的性质不同,玻璃电极薄膜两侧的固有电位显然不同,非水溶液中氢离子活度及pH值与水溶液中的H+活度及pH值具有了不同的意义,因此用现在的pH测量装置对非水溶液进行pH测量尚有困难。但是对非真溶液如乳浊液、悬浊液、胶体溶液的pH测量时,只要这些溶液中含水量足够大,且水不分离时,仍可对这些溶液进行pH测量。
只是由于这些溶液中玻璃电极灵敏度下降,甘汞电极液接界电极电位变大而使电极反应迟缓,平衡时间相对延长,但测量结果终能显示并保持了一定的测量准确度。笔者曾在墨水生产厂观察过对墨水的pH值测量,pH计的数量经过较长时间的漂移后,最终稳定在一个数据上,这个测量值对表征墨水的pH实际值就很有一定的参考价值。
pH测量是由一次仪表电极和二次仪表酸度计组成。
通常一次仪表是以玻璃电极为指示电极,以甘汞电极为参比电极组成的原电池,它们是pH测量中直接放入被测溶液中的敏感元件,它们性能的好坏直接关系到测量结果的准确性。其中玻璃电极的转换系数、内阻、不对称电位、响应速度、甘汞电极的电极电势、内阻、玻璃电极球泡的浸润程度、测量温度的影响以及被测溶液的物理化学性质等因素都会影响pH测量结果。。

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