数字酸度计的工作原理及使用方法

1.仪器介绍

该酸度计(型号PHS-25,图3-13)采用3位半十进制LCD数字显示。该机适用于大专院校、研究院所、工矿企业的化验室取样测定水溶液的pH和电位(mV)值。此外,还可配上离子选择性电极或ORP(氧化-还原电位)电极,测出该电极的电极电位或ORP值。

图3-13　数字酸度计

2.工作原理

酸度计是利用pH复合电极对被测溶液中氢离子浓度产生不同的直流电位,通过前置放大器输入到A/D转换器,以达到测量pH的目的,最后由数字显示pH。

3.使用方法

第一次使用的pH电极或长期停用的pH电极,在使用前必须在3mol/L氯化钾溶液中浸泡24h。

(1)开机前准备

①电极梗旋入电极梗插座,调节电极夹到适当位置。

②复合电极夹在电极夹上,拉下电极前端的电极套。

③拉下橡皮套,露出复合电极上端小孔。

④用蒸馏水清洗电极。

(2)开机

①电源线插入电源插座。

②按下电源开关,电源接通后,预热30min,接着进行标定。

(3)标定

仪器使用前先要标定,一般来说仪器在连续使用时,每天要标定一次。

①在测量电极插座处拔去短路插头。

②在测量电极插座处插上复合电极。

③如不用复合电极,则在测量电极插座处插上电极转换器上的插头;玻璃电极插头插入转换器插座,参比电极接入参比电极接口。

④把选择开关旋钮调到pH挡。

⑤调节温度补偿旋钮,使旋钮白线对准溶液温度值。

⑥把斜率调节旋钮顺时针旋到底(即调到100%位置)。

⑦把用蒸馏水清洗过的电极插入pH=6.86的缓冲溶液中。

⑧调节定位调节旋钮,使仪器显示读数与该缓冲溶液当时温度下的pH相一致(如用混合磷酸盐定位温度为10℃时,pH=6.92)。

⑨取出电极,用蒸馏水清洗后,过滤纸吸干玻璃球泡上的水分。

⑩将电极插入pH=4的溶液或pH=9的溶液中,显示值应是当时溶液的温度下pH,否则调节斜率调节器,使其达到其显示值即可。(邻苯二钾酸氢钾斜率温度为10℃时,pH=4.00。硼酸斜率温度为10℃时,pH=9.33。)

注意：经标定后,定位调节旋钮及斜率调节旋钮不应再有变动。定位的缓冲溶液应为接近被测溶液pH的缓冲液。如被测溶液为酸性时,定位缓冲溶液应选pH=4.00的缓冲溶液;如被测溶液为碱性时,则定位缓冲溶液应选pH=9.18的缓冲溶液。一般情况下,在24h内仪器不需再标定。

(4)测量pH

经标定过的仪器即可用来测量被测溶液,被测溶液与标定溶液温度相同和不相同时的测量步骤也有所不同。

①被测溶液与定位溶液温度相同时,测量步骤如下：

a.用蒸馏水清洗电极头部,用被测溶液清洗一次。

b.把电极浸入被测溶液中,用玻璃棒搅拌溶液使溶液均匀,在显示屏上读出溶液的pH。(www.xing528.com)

②被测溶液和定位溶液温度不同时,测量步骤如下：

a.用蒸馏水清洗电极头部,用被测溶液清洗一次。

b.用温度计测出被测溶液的温度值。

c.调节“温度”调节旋钮,使白线对准被测溶液的温度值。

d.把电极插入被测溶液内,用玻璃棒搅拌溶液,使溶液均匀后读出该溶液的pH。

(5)测量电极电位(mV值)

①选择开关旋钮置于“mV”位置。

②把离子选择电极或金属电极和参比电极夹在电极架上(电极夹选配)。

③用蒸馏水清洗电极头部,用被测溶液清洗一次。

④把电极转换器的插头插入仪器后部的测量电极插座处;把离子电极的插头插入转换器的插座处。

⑤把参比电极接入仪器后部的参比电极口处。

⑥把两种电极插在被测溶液内,将溶液搅拌均匀后,即可在显示屏上读出该离子选择电极的电极电位(mV值),还可自动显示极性。

⑦如果被测信号超出仪器的测量范围,或测量端开路时,显示屏会不亮,作超载报警。

⑧使用金属电极测量电极电位时,用带夹子的Q9插头,Q9插接入测量电极插座处,夹子与金属电极导线相接,参比电极接入参比电极接口处。

(6)缓冲溶液用完后可按下列方法自行配制：

①pH=4.00溶液：用G.R.邻苯二甲酸氢钾10.12g溶解于1000mL的高纯去离子水中。

②pH=6.86溶液：用G.R.磷酸二氢钾3.388g、G.R.磷酸氢二钠3.533g溶解于1000mL的高纯去离子水中。

③pH=9.18溶液：用G.R.硼砂3.80g溶解于1000mL的高纯去离子水中。

注意：配制②、③溶液所用的水应预先煮沸15～30min,除去溶解的二氧化碳。在冷却过程中应避免与空气接触,以避免二氧化碳的污染。

4.注意事项

(1)电极在测量前必须用已知pH的标准缓冲溶液进行定位校准,其值越接近被测值越好。

(2)取下电极套后,应避免电极的敏感玻璃泡与硬物接触,因为任何破损或擦毛都会使电极失效。

(3)测量后,及时将电极保护套套上,电极套内应放少量外参比补充液以保持电极球泡的湿润。切忌浸泡在蒸馏水中。

(4)复合电极的外参比补充液为3mol/L氯化钾溶液,补充液可以从电极上端小孔加入,复合电极不使用时,拉上橡皮套,防止补充液干涸。

(5)电极的引出端必须保持清洁干燥,绝对防止输出两端短路,否则将导致测量失准或失效。

(6)电极应与输入阻抗较高的pH计(≥3×1011 Ω)配套,以使其保持良好的特性。

(7)电极应避免长期浸在蒸馏水、蛋白质溶液和酸性氟化物溶液中。

(8)电极避免与有机硅油接触。

(9)电极经长期使用后,如发现斜率略有降低,则可把电极下端浸泡在4% HF(氢氟酸)中3～5s,用蒸馏水洗净,然后在0.1mol/L盐酸溶液中浸泡,使之复新。

(10)被测溶液中如含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物质而使电极钝化,会出现斜率降低现象,显示读数不准。如发生该现象,则应根据污染物质的性质,用适当溶液清洗,使电极复新。

注：选用清洗剂时,不能用四氯化碳、三氯乙烯、四氢呋喃等能溶解聚碳酸树脂的清洗液,因为电极外壳是用聚碳酸树脂制成的,其溶解后极易污染敏感玻璃球泡,从而使电极失效。也不能用复合电极去测上述溶液。常见污染物质和清洗剂见表3-2。

表3-2　污染物质和清洗剂