测定溶液的pH值,工业上是用电位法原理所构成的pH计,它是由pH电极组成的发送部分和电子部件组成的检测部分构成。发送部分时由参比pH电极、工作pH电极组成。当被测溶液流经发送部分时,pH电极和被测溶液就形成一个化学原电池,两pH电极之间就产生了电势,电势的大小与被测溶液的pH值成对数函数关系。所以发送部分是一个转换器,将被测溶液的pH值转换成电信号。
pH计的原理:通过测定电极与参比电极组成的工作电池在溶液中测得的电位差,并利用待测溶液的pH值与工作电池的电势大小之间的线性关系,再通过电流计转换成pH单位数值来实现测定。
pH计的保养
1.pH计玻璃电极的贮存
pH计短期内不用时,可充分浸泡在饱和KCl溶液中。但若长期不用,应将其干放,切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。
2.pH玻璃电极的清洗
玻璃电极球泡受污染可能使电极响应时间加长。可用CCl4或皂液揩去污物,然后浸入蒸馏水一昼夜后继续使用。污染严重时,可用5%HF溶液浸10~20分钟,立即用水冲洗干净,然后浸入0.1NHCl溶液一昼夜后继续使用。
3.玻璃电极老化的处理
玻璃电极的老化与胶层结构渐进变化有关。旧电极响应迟缓,膜电阻高,斜率低。用氢氟酸浸蚀掉外层胶层,经常能改善电极性能。若能用此法定期清除内外层胶层,则电极的寿命几乎是无限的。
4.参比电极的贮存
银-氯化银电级较好的贮存液是饱和KCl溶液,高浓度KCl溶液可以防止氯化银在液接界处沉淀,并维持液接界处于工作状态。此方法也适用于复合电极的贮存。
pH计日常维护
1、复合pH电极不用时,可充分浸泡在3mo1/LKCl溶液中切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。
2、使用前,检查玻璃pH电极前端的球泡。正常情况下,pH电极应该透明而无裂纹;球泡内要充满溶液,不能有气泡存在。
3、测量浓度较大的溶液时,尽量缩短测量时间,用后仔细清冼,防止被测液黏附在pH电极上而污染pH电极。
4、清洗pH电极后,不要用滤纸擦拭玻璃膜,而应用滤纸吸干,避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染,影响测量精度。
5、测量中注意pH电极的银-氯化银内参比pH电极应浸人到球泡内氯化物缓冲溶液中,避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时,注意将pH电极轻轻甩几下。
6、pH电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。
7、严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。
pH电极常见问题解答
1、pH电极的使用寿命有多长?
使用正确且维护得当的pH电极的使用寿命预计在一到三年左右。导致电极使用寿命缩短的因素包括:高温以及在pH值条件下测量,即使是维护存放得当的电极使用寿命也会缩短。如果电极性能开始下降,可让pH敏感玻璃膜再生,并将电极性能恢复至原先的水平。
2、如何选择正确的pH电极?
为了确保最佳的pH测量效果,根据每种应用选择正确的pH电极很重要。最重要的样品标准是:化学成分、均匀性、温度、过程压力、pH范围与容器尺寸(长度与宽度限制)。对于非水、低电导率、富含蛋白质与粘性的测量介质,电极的选择尤为重要,在这些样品中,通用型玻璃电极易于受到多种不同影响,导致测量错误。电极的响应时间与精确度取决于诸多因素。与在室温条件下对中性pH水溶液值进行的测量相比,在pH值和温度或者低电导率条件下进行的测量的响应时间较长。
3、如何维护/清洁电极?
常规维护对于延长pH电极的使用寿命十分重要。当液位有可能低于样品溶液的液位时,需要对可填充电解液的电极进行加注电解液的操作。维护可防止样品回流至电极中。还应定期(大约每月一次)更换全部参比电解液。这可确保电解液新鲜,并且不会在测量过程中因从开放的灌装口蒸发而结晶。确保电极内部,尤其是液络部附近不产生气泡十分重要。如果出现这种情况,则测量结果将变得不稳定。为了消除气泡,可像甩体温计类似的方式轻轻甩动电极。
如要清洁电极,应在每次测量之后使用去离子水对其冲洗,但切勿使用纸巾擦拭。纸巾表面有可能刮擦和损坏pH敏感玻璃膜,擦去凝胶层,并且在电极上产生静电荷。这类静电荷会导致测量信号变得十分不稳定。在受到某些样品的污染之后,可能需要进行特殊的清洁操作。
适用于不同工况的pH电极
pH计常见故障与处理
故障现象pH计故障原因pH计故障处理方法
指示波动被测溶液压力和流速变化太快检查被测溶液状态,如必须则进行调整
玻璃pH电极被污染或盐桥被堵塞清洗玻璃pH电极或清洗盐桥,如还不能测量,则更换
测量线路绝缘不良清洗和干燥电缆端子
响应缓慢被测溶液的置换缓慢检查被测溶液的状态,如必要进行改进
玻璃pH电极没有充分浸泡重新浸泡玻璃pH电极直至工作状态正常
玻璃pH电极污染或盐桥被堵塞重新浸泡玻璃pH电极或清洗盐桥,如不能进行测量,则更换
指示值单向缓慢漂移玻璃pH电极球泡有微孔或裂纹更换玻璃pH电极
参比pH电极KCL溶液向外渗透太快更换参比pH电极
参比pH电极内有气泡检查并补充KCL溶液并排除气泡
新pH电极浸泡时间不够重新浸泡pH电极24小时以上
示值跑最大pH电极室周围绝缘破坏干燥pH电极室,如果O型密封圈损坏,用备品更换
玻璃pH电极损坏更换玻璃pH电极
测量线路绝缘电阻降低清洗和干燥电缆端子,使其绝缘电阻大于1012Ω
有明显的测量误差被测溶液、压力和流速不满足pH电极的工作条件,带压KCL储瓶的压力不符合要求检查被测溶液状态和带压KCL储瓶的压力,如必要,应调整使其满足要求
玻璃pH电极污染或盐桥堵塞清洗玻璃pH电极或清洗盐桥,如仍不能测量则更换
pH电极室周围绝缘不良干燥玻璃pH电极,如果O型圈损坏,用备件更换
玻璃pH电极的特性变坏更换玻璃pH电极,然后用缓冲溶液进行校准
参比pH电极内的溶液浓度变化对可充型敏感元件,更换内部溶液,对充满型敏感元件则清洗敏感有远见内部并充满KCL溶液
pH变送器线路异常修理或更换变送器的放大器
参比pH电极损坏更换参比pH电极
电缆接线错误和接插件接触不良对照接线图检查接线盒接插件情况
接地线不适当检查更换接地线或接地点
温度补偿电阻开路或短路修复或更换温度补偿pH电极
pH计故障实例分析
1、酸度计仪器在使用中发现,调节零调电位器时仪器不能调零,但数字可以改变
故障检查、分析:仪器在正常的情况下,调节零调电位器,仪器能跳变。检查前置放大器,用万用表直流电压挡测量前置放大器集成块,发现电压不能调,这说明此处电路故障,进一步测量后发现是由于绝缘场效应管不配对,改变配对场效应管的电阻使之相符。
故障处理:更换后仪器正常投用。
2、pH计指示无变化
故障检查、分析:仪表指示无变化,可能是变送器故障,或者探头污染,导致无法正常测量,用信号发送器模拟探头给变送器发送信号,变送器输出变化,变送器正常,拆检pH分析探头,发现探头有污染现象。
故障处理:清洗探头后仪表正常。
pH电极与pH计
3、pH计指示剧烈波动
故障检查、分析:导致仪表指示剧烈波动的原因有变送器供电波动,电路故障或变送器与测量探头的连接线路有问题,用信号发送器模拟探头给变送器发送信号,变送器输出变化正常,变送器没有问题,检查供电也很稳定,问题出在连接电缆或线路连接上。
故障处理:更换连接电缆后仪表指示正常。
4、工业pH计的玻璃pH电极和电路均完好,投运后测量误差大,甚至无法正常工作
故障分析:分析由两种原因造成,一是测量pH电极至高阻转换器间的屏蔽电缆、接线盒或接线端子绝缘阻抗降低。因为玻璃pH电极内阻很高,如果pH电极和转换器之间的端子受潮,屏蔽电缆霉变,参比pH电极用的KCl溶液污染端子盒或渗透到电缆帘子线中,维护时手上带的油污或污水留在端子上,或端子盒未封密,尘垢积在其中等均可造成绝缘下降。二是仪器安装环境附近有大的机电设备,过大的电流干扰仪器示值。
故障处理:做相应处理。
5、用pH计测量时,测量不准确
故障检查、分析:检查发现被测介质中含油污,因当介质中含有较大量的油污杂质时,会污染pH电极。