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供水水质检测员培训化学化验员证书报考-pH计（酸度计）精准测量酸碱度利器

在工业生产的精密控制、农业种植的土壤改良、科研实验的微观探索以及环保监测的生态守护中，pH计（酸度计）作为一款不可或缺的仪器设备，发挥着至关重要的作用。它宛如一位敏锐的“酸碱度侦探”，能够精准地测量液体介质的酸碱度值，为各领域的决策提供关键数据。不仅如此，当配上相应的离子选择电极时，它还能测量离子电极电位 MV 值，进一步拓展了其应用范围。

一、pH计（酸度计）的类别与原理

类别细分

狭义的 pH 计（酸度计）主要指实验室酸度计，根据其使用场景和便携性，可分为台式、便携式和笔式三大类别。台式 pH 计（酸度计）通常具备较为丰富的功能和较高的测量精度，适用于对测量要求严格的实验室环境；便携式 pH 计（酸度计）则以其小巧轻便的特点，方便携带到现场进行测量，满足野外科研或工业现场检测的需求；笔式 pH 计（酸度计）外形如同钢笔，操作简单快捷，常用于一些对精度要求不是特别高，但需要快速获取结果的场合。

精密原理

用 pH 计（酸度计）进行电位测量是测量 pH 最精密的方法。它由三个关键部件构成：参比电极、玻璃电极和电流计。参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，就像一个稳定的参照标准，为测量各种偏离电位提供对照。目前，银 - 氧化银电极是 pH 计（酸度计）中最常用的参比电极。玻璃电极则如同一个敏感的“感受器”，其电位取决于周围溶液的 pH 值，能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。

当把对 pH 敏感的电极和参比电极放在同一溶液中时，就组成了一个原电池，该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和，即 E 电池＝E 参比 + E 玻璃。如果温度恒定，这个电池的电位会随待测溶液的 pH 值变化而变化。然而，测量 pH 计（酸度计）中的电池产生的电位并非易事，因为其电动势非常小，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来，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度。为了使用上的方便，pH 计（酸度计）电流表的表盘刻有相应的 pH 数值；而数字式 pH 计（酸度计）则直接以数字显示出 pH 值。随着科技的不断发展，采用最新的电极设计和固体电路技术，现在最好的 pH 计（酸度计）可分辨出 0.005pH 单位，为精确测量提供了有力保障。

二、pH计（酸度计）的调试步骤

实验室常用的 pH 计（酸度计）有老式和新式之分。老式的如国产雷磁 25 型酸度计，最小分度为 0.1 单位；pHS - 2 型 pH 计（酸度计）最小分度为 0.02 单位，这类 pH 计（酸度计）的 pH 值是以电表指针显示。新式数字式 pH 计（酸度计）如国产的科立龙公司的 KL 系列，其设定温度和 pH 值都在屏幕上以数字的形式显示，更加直观便捷。无论哪种 pH 计（酸度计），在使用前均需用标准缓冲液进行二重点校对。

操作流程

首先，要仔细阅读仪器使用说明书，这是正确使用仪器的基础。接通电源后，按照说明书的要求安装电极。接着，在小烧杯中加入 pH 值为 7.0 的标准缓冲液，将电极浸入其中，轻轻摇动烧杯，使电极所接触的溶液均匀。然后，按不同的 pH 计（酸度计）所附的说明书读取溶液的 pH 值，校对 pH 计（酸度计），使其读数与标准缓冲液 pH7.0 的实际值相同并稳定。

完成这一步后，将电极从溶液中取出，并用蒸馏水充分淋洗，再将小烧杯中换入 pH4.01 或 0.01 的标准缓冲液，把电极再次浸入，重复上述步骤，使其读数稳定。这样就完成了二重点校正。校正完毕后，一定要用蒸馏水冲洗电极和烧杯。需要注意的是，校正后切勿再旋转定位调节器，否则必须重新校正，以确保测量的准确性。

三、pH计（酸度计）的正确使用方法

温度调节

所测溶液的温度应与标准缓冲液的温度相同，因为温度会影响溶液的酸碱度和电极的性能。因此，使用前必须调节温度调节器或斜率调节旋钮。先进的 pH 计（酸度计）在线路中安插有温度补偿系统，仪器经初次较正后，能自动调整温度变化，为测量提供了便利。

测量操作

测量时，先用蒸馏水冲洗两电极，用滤纸轻轻吸干电极上残余的溶液，或用待测液洗电极，以避免交叉污染。然后，将电极浸入盛有待测溶液的烧杯中，轻轻摇动烧杯，使溶液均匀。按下读数开关，指针所指的数值即为待测溶液的 pH 值。对于数字式 pH 计（酸度计），在约 10s 内数值变化少于 0.01pH 值时，表明已达到稳定读数。为了获得更准确的结果，可以重复几次测量，直到数值稳定。

测量后处理

测量完毕，关闭电源，冲洗电极。玻璃电极要浸泡在蒸馏水中，以保持电极的活性和灵敏度，为下一次使用做好准备。

四、pH计（酸度计）的保养要点

玻璃电极保养

玻璃电极在初次使用前，必须在蒸馏水中浸泡一昼夜以上，平时也应浸泡在蒸馏水中以备随时使用。这是因为浸泡可以使电极的玻璃膜形成一层水化层，提高电极的响应速度和准确性。玻璃电极不要与强吸水溶剂接触太久，在强碱溶液中使用应尽快操作，用毕立即用水洗净，因为强吸水溶剂和强碱溶液可能会损坏玻璃膜。玻璃电极球泡膜很薄，不能与玻璃杯及硬物相碰，否则会导致球泡破裂，使电极失效。

如果玻璃膜沾上油污，应先用酒精，再用四氯化碳或乙醚，最后用酒精浸泡，再用蒸馏水洗净。如测定含蛋白质的溶液的 pH 时，电极表面被蛋白质污染，会导致读数不可靠、不稳定，出现误差。这时可将电极浸泡在稀 HCl（0.1mol/L）中 4 - 6 分钟来矫正。电极清洗后只能用滤纸轻轻吸干，切勿用织物擦抹，因为织物可能会使电极产生静电荷而导致读数错误。

甘汞电极保养

甘汞电极在使用时，要注意电极内要充满氯化钾溶液，应无气泡，防止断路。应有少许氯化钾结晶存在，以使溶液保持饱和状态。使用时拨去电极上顶端的橡皮塞，从毛细管中流出少量的氯化钾溶液，使测定结果可靠。

标准缓冲液的选择

另外，pH 测定的准确性取决于标准缓冲液的准确性。酸度计用的标准缓冲液，要求有较大的稳定性，较小的温度依赖性。因此，在选择标准缓冲液时，要选择质量可靠的产品，并按照规定的条件保存和使用。

五、pH计数字不稳定现象原因及解决方案

电极问题

1.     电极损坏：检查电极是否已损坏，如果电极出现破裂、老化等情况，需要及时更换电极。

2.     电极老化：电极使用的时间太长，可能会导致性能下降。先校准看一下是否有效，如果校准后仍然无法解决问题，可能需要更换电极。

3.     电极干燥：电极干了会影响其性能，导致读数不稳定。一般电极上面都有个小洞，里面装些 3mol/L KCL 溶液，保持电极的湿润。

4.     电极污染：玻璃球上附着了一些有机物，会导致反应不灵敏。可以清洗一下玻璃球，去除附着物。

溶液问题

1.     离子强度不足：在水中存在着一个化学平衡 CO₂ + H₂O→H⁺ + HCO₃⁻，由于一般的纯水或地表水都显弱碱性，导致该平衡向正反应方向移动，pH 会一直上升。在被测水样中加入中性盐（如 Kcl）作为离子强度调节剂，改变溶液中的离子总强度，增加导电性，使测量快速稳定。此方法国家标准 GB/T6P04.3—93 中规定：“测量水样时为了减少液接电位的影响和快速达到稳定，每 50ml 水样中加入一滴中性 0.1moL/L KCL 溶液。”虽然此方法改变了水样中的离子强度，在一定程度上引起了其 pH 值得变化，但经实验证明此变化在数值上只改变了 0.01pH 左右，是完全可以接受的。但采用这种方法时，一定要注意所加的 Kcl 溶液不应含任何碱性或酸性的杂质。因此，Kcl 试剂要采用高纯度的，所配溶液的水质也要高纯度的中性水质。

2.     溶液酸碱性差异：pH 计测 pH 值，原理是有指示电极和参比电极而构成的电极插入到溶液中形成原电池，在室温（25℃）时每单位 pH 值相当于 59.1mv 的电动势变化值，在仪器上直接以 pH 的读数表示，温差在仪器上有补偿装置。被测定溶液是酸性用 pH = 4 的缓冲液校正斜率，测定溶液是碱性用 pH = 9 的缓冲液校正斜率。调斜率的溶液 pH 越接近被测溶液的 pH 值越好。测偏酸性溶液，用接近 4 和 7 的缓冲液校正；测偏碱性的溶液则应用 7 和 10 的缓冲液校正。

3.     纯水测量不稳定：纯净水的离子很少，不能形成稳定的原电池，所以在被测水样中加入中性盐（如 KCl）作为离子强度调节剂，改变溶液中的离子总强度，增加导电性，使测量快速稳定。如果测纯水，不稳定是正常的，本来里面含的离子少，缓冲能力弱，环境对它影响十分大，一般取个相对稳定的值就可以了。

仪器及环境问题

1.     接触不良：有可能是接触不良导致读数不稳定，检查电极与仪器的连接是否牢固，电极插孔的接触是否良好。

2.     晃动影响：感觉 pH 计如果轻微晃动的话，读数也会变，因此在测量时要保持仪器的稳定，避免晃动。

3.     电源电压波动：电极在使用过程中 pH 值不稳定基本上和校正没有关系，它与电源电压波动、电极的性能、电极的引导线、电极插孔的接触、被测定溶液的温度等有关。在校正时候，如果被测定溶液接近酸性，就用“6”定位，如果是碱性的就要用“9”定位了，两者不能任意选。

4.     温度影响：跟室温有关，温度偏低时或者空气流动快，都会影响 pH 计，要保持室温稳定，而且测定时要把门和窗关好。

pH 计（酸度计）作为一种精密的测量仪器，在各个领域都有着广泛的应用。通过了解其类别、原理、调试方法、使用技巧、保养要点以及解决数字不稳定问题的方法，我们可以更好地使用和维护 pH 计（酸度计），确保测量结果的准确性和可靠性，为工业、农业、科研和环保等领域的发展提供有力的支持。