ph电极及缓冲液知识问答
1．什么是PH标准缓冲溶液？它有哪些特点？
PH缓冲溶液是一种能使PH值保持稳定的溶液。如果向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱，以及将溶液适当稀释，这个溶液的PH值基本上稳定不变，这种能对抗少量酸或大或稀释，而使PH值不变化的溶液就称为缓冲溶液。
PH标准缓冲液有以下特点：
（1）标准溶液的PH值是已知的，并达到规定的准确度。
（2）标准溶液的PH值有良好的复现性和稳定性，具有较大的缓冲容量，较小的稀释值和较小的温度系数。
（3）溶液的制备方法简单。
2．如何配制PH标准缓冲溶液？
对于一般PH测量，可使用成套的PH组冲试剂（可配制250mL），配制溶液时，应使用去离子水，并预先煮沸15～30分钟，以除去溶解的二氧化碳。剪开塑料袋将试剂倒入烧杯中，用适量去离子水使之溶解，并冲洗包装袋，再倒入250mL容量瓶中，稀释至刻度，充分摇匀即可。
3．如何正确保存和使用PH缓冲溶液？
缓冲溶液配制后，应装在玻璃瓶或聚乙烯瓶中（碱性PH缓冲液如PH9.18、PH10.01、PH12.46等,应装在聚乙烯瓶中）瓶盖严密盖紧,在冰箱中低温(5～10℃)保存,一般可使用二个月左右,如发现有混频器浊,发霉或沉淀现象,不能继续使用。使用时，应准备几个50mL的聚乙烯小瓶，将大瓶中的组冲溶液倒入小瓶中，并在不境温度下放置1～2个小时，等温度平衡后再使用。使用后不得再倒入大瓶中，以免污染，不瓶中的缓冲溶液在＞10℃的环境条件下可以使用2～3天，一般PH7.00、PH6.86、PH14.00三种溶液使用时间可以长一些,PH9.18和PH10.01溶液由于吸收空气中的二氧化碳,其PH值比较容易变化。
4．PH缓冲溶液有何用途？
（1）PH测量前标定校准PH计。
（2）用以检定PH计的准确性，例如用PH6.86和PH14.00标定PH计后，将PH电极插入PH9.18溶液中,检查仪器显示值和标准溶液的PHs值是否一致。
（3）在一般精度测量时检PH计是否需要重新标定。PH计标定并使用后也许会产生漂移或变化，因此在测试前将电极插入与被测溶液比较接近的标准缓冲液中，根据误差大小确定是否需要重新标定。
（4）检测PH电极的性能。
5．PH电极为何要浸泡？如何正确浸泡PH复合电极？
PH电极使用前必须浸泡，因为PH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表有一很薄的凝胶层，它只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的氢离子有良好的影响。同时，玻璃电极经过浸泡，可以使不对称电势大大下降并趋向稳定。PH玻璃电极一般可以用蒸馏水或PH4缓冲溶液浸泡。通常用PH4缓冲溶液浸泡更好上些，浸泡时间至24小时或更长，根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。同时，参比电极的液接界也需要浸泡。因为如果液接界干涸会使液接界电势增大或不稳定，参比电极的浸泡液必须和参比电极的外参比溶液一致，即3.3mol/LKCL溶液或饱和KCL溶液，浸泡时间一般几小时即可。
因此，对PH复合电极而言，就必须浸泡在含KCL的PH4缓冲液在，这样才能对玻璃球泡和液接界同时起作用。这里要特别提醒注意，因为过去人们使用单支的PH玻璃电极已习惯于用去离子水或PH4组冲液浸泡，后来使用PH复俣电极时依然采用这样的浸泡方法，甚至在一些不正确的PH复合电极的使用说明书中也会进行这种错误的指导。这种错误的浸泡方法引起的直接后果就是使一支性能良好的PH复合电极就成一支响应慢、精度差的电极，而且浸泡时间越长性能越差，因为经过长时间的浸泡，液接界内部（例如砂芯内部）的KCL浓度已大大降低了，使液接界电势增大和不稳定。当然，只要在正确的浸泡溶液中重新浸泡数小时，电极还是会复原的。
另外，PH电极也不能浸泡在中性或碱性缓冲溶液中，长期浸泡在此类溶液中会使PH玻璃膜响应迟钝。正确的PH电极浸泡液的配制：取PH4.00缓冲剂（250mL）一包，溶于250mL纯水中，再加入56克分析纯KCL，适当加热，搅拌至完全溶解即成。
6．可充式和非可充式PH复合电极有何区别？
PH复合电极外壳有塑料和玻璃的区分。可充式PH复合电极即在电极外壳上有一加液孔，当电极的外参比溶液流失后，可将加液孔打开，重新补充KCL溶液。而非可充式PH复合电极内装凝胶状KCL，不易流失也无加液孔。
可充式PH复合电极的特点是参比溶液有较高的渗透速度率，液接界电位稳定重现，测量精度较高。而且当参比电极减少或受污染后可以补充或更换KCL溶液，但缺点是使用较麻烦。可充式PH复合电极使用时应将加液孔打开，以增加液体压力，加速电极响应，当电介液液面低于加液孔2厘米时，应及时补充新的电介液。
非可充PH复合电极的特点是维护简单使用方便，因此也得到广泛的应用。但作为实验室PH电极极使用时，在长期和边续的使用条件下，液接界处的KCL浓度会减少，影响测试精度。因此非可充式PH复合电极不用时，应浸在电极浸泡液中，这样下次测试时电极性能会很好，而而部分实验室PH电极都不是长期和边续的测试，因此这种结构对精度的影响是比较小的。而工业的PH复合电极由于对测试精度的要求比较低，所以使用方便就成为主要的选择。
7．如何正确使用PH复合电极？
（1）球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去。
（2）电极从浸泡瓶中取出后，应在去离子水中晃动并甩干，不要用纸巾擦拭球泡，否则由于静电感应电荷转移到玻膜上，会延长电势稳定的时间，更好的方法是使用被测溶液冲洗电极。
（3）PH复合电极插入被测溶液后，要搅拌晃动几下再静止放置，这样会加快电极的响应。尤其使用塑壳PH复合电极时，搅拌晃动要厉害一些，因为球泡和塑壳之间会有一个小小的空腔，电极浸入溶液后有时空腔中的气体来不及排除会产生气泡，使球泡或液接界与溶液接角不良，因此必须用力搅拌晃动以排除气泡。
（4）在粘稠性试样中测试之后，电极必须用去离子水反复冲洗多次，以除去粘附在玻璃膜上的试样。有时还需先用其它试剂洗去试样，再用水洗去溶剂，浸入浸泡液中活化。
（5）避免接触强酸强碱或腐蚀性溶液，如果测试此类溶液，应尽量减少浸入时间，用后仔细清洗干净。
（6）避免在无水乙醇、浓硫酸等脱水性介质中使用，它们会损坏球泡表面的水合凝胶层。
（7）塑壳PH复合电极的外壳材料是聚碳酸酯塑料（PC）PC塑料在有些溶剂中会溶解，如四氯化碳、三氯乙烯、四氢呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，就会电极外壳，此时应改用玻璃外壳的PH复合电极。
8．PH电极如何清洗？
球泡和液接界污染后先用以下溶剂清洗，再用去离子水洗去溶剂，将电极浸入浸泡液中活化。
污染物
清洗剂
无机金属氧化物低于1mol/L稀酸
有机油脂类物质
稀洗涤剂（弱酸性）
树脂高分子物质
稀酒精、丙酮、**
蛋白质血球沉淀物
酸性酶溶液（食母生片）
颜料类物质
稀漂白液、过氧化氢
9．如何检测PH电极的好坏？
用户可按下表数据进行检测PH电极的好坏，步骤如下（PH计调至mV档）
（1）测试零电位PH值，零点PH值：7±0.5PH
PH电极插入PH4.00缓冲溶液中,稳定后读数(预先测试出溶液的温度).例如25℃时读数值E1′=186mV(取绝对值),而准确值为178mV(见表格)则误差值186-178=8mV,换算成PH值:8/59.16=0.14PH（59.16mV/PH是25℃时的K值,见表格)。因此零点PH值合格。一般新电极零电位误差≤±0.3PH，如零电位误差＞±0.5PH，电极的测试误差会比较大，尤其当测试溶液温度变化较大时误差会更大。如果测试精度要求不高，则零电位误差值还可以大一些，但最大不能超过1PH。
℃
K
（mV/PH）
E1
(零点)
△E（PTS=95%）
△E（PTS=96%）
△E（PTS=97%）
△E（PTS=98%）
△E（PTS=99%）
△E（PTS=100%）
15
57．17
172
287
290
293
296
299
302
16
57．37
172
287
290
293
296
299
302
17
57．57
173
288
291
294
297
300
303
18
57．77
173
288
291
294
297
300
303
19
57．97
174
289
292
295
298
301
304
20
58．17
175
289
292
295
298
301
304
21
58．36
175
290
293
296
299
302
305
22
58．56
176
290
293
296
299
302
305
23
58．76
176
291
294
296
299
302
306
24
58．96
177
291
294
297
300
303
306
25
59．16
178
291
294
297
300
303
306
26
59．36
178
292
295
298
301
304
307
27
59．55
179
292
295
298
301
304
307
28
59．75
179
293
296
298
302
305
308
29
59．95
180
293
296
299
302
305
308
30
60．15
181
294
297
299
302
305
308
（2）测试电极百分理论论斜率（PTS）
记录一步聚中的测试数据186mV，将电极清洗后再插入PH9.18缓冲溶液中,稳定后读数,E2′=111mV(取绝对值),△E1′=E1′+E2′=186+111=297mV,与表格中的△E对照,PTS=97%,合格,一般新电极PTS≥97%,使用长久的电极可以放宽一些,但一般应PTS≥95%,除非测试精度要求很低.
(3)将电极清洗后再插入PH4.00缓冲液，将读数与步聚（1）中的数据比较，其误差应≤±2mV，否则表示电极重复性较差。
(4)电极的测试读数应该在30～60秒内稳定，否则表示电极响应太慢。
10。何修复PH电极？
PH复合电极的“损坏”，其现象是敏感梯度降低、响应慢、读数重复性差，可能由以下三种因素引起，一般客户可以采用适当的方法予以修复。
（1）电极球泡和液接界受污染，可以用细的毛刷、棉花或牙签等，仔去除污物。有些塑壳电极头部的保护罩可以旋下，清洗就方便了，如污染严重，可按第22条的方法用清洁剂清洗。
（2）外参比溶液受污染，有些电极的结构是可添加溶液的，此时，可用针筒将电极的外参比溶液抽净，配制新的3.3mol/L或饱和KCL溶液，再加进去，注意第一、二次加进去时再要抽出来，以便将电极内腔清洗净。
（3）玻璃敏感膜老化：将电极球泡用0.1mol/L稀盐酸(9mL盐酸用纯水稀释至100mL)浸泡24小时用纯水洗净,再用电极浸泡溶液浸泡24小时.如果钝化比较严重,也可以将电极下端浸泡在45的氢氟酸溶液中3～5秒钟(溶液配制:4mL氢氟酸用纯水稀释至100mL),用纯水洗净,然后在电极浸泡溶液中浸泡24小时,使其恢复性能。
11.什么是PH计的一点校准？
任何一种PH计都必须经过PH标准溶液的校准后才可测量样品的PH值，对于测量精度在0.1PH以下的样品,可以采一点校准方法调整仪器,一般选用PH6.86或PH7.00标准缓冲溶液。有些仪器本身只0.2PH或0.1PH,因此仪器只设有一个定位调节旋扭.具体操作步聚如下:
(1)测量标准缓冲液温度,查表确定该温度下的PHS值.将温度补尝旋钮调节至该温度下.
(2)用纯水冲洗电极并甩干.
(3)将电极浸入缓冲溶液晃动后静止放置.待读数稳定后,调节定位旋钮使仪器显示该标准溶液的PHS值.
(4)取出电极冲洗并甩干.
(5)测量样吕温度,并将PH计温度补偿旋钮调节至该温度值.
(6)将电极浸入样品溶液,晃动后静止放置,显示稳定后读数.
12.什么是PH计的二点校准?
对于精密级的PH计,除了设有“定位”和“温度补偿”调节外，还设电极“斜率”调节，它就需要用二种标准缓冲液进行校准。一般先以PH6.86或PH7.00进行“定位”校准，然后根据测试溶液的酸碱情况，选用PH4.00（酸性）或PH9.18或PH10.01(碱性)缓冲溶液进行“斜率校正。具体操作步聚为：
（1）电极极洗净并甩干，浸入PH6.86或PH7.00标准溶液中，温度补偿旋钮置于溶液温度处。待示值稳定后，调节定位旋钮使仪器示值为标准溶液的PHs值。
（2）取出电极洗净并甩干，浸入第二种标准溶液。待示值稳定后，调节仪器斜率旋钮，使仪器的示值为第二种标准溶液的PHs值。
（3）电极极洗净并甩干，再浸入PH6.86或PH7.00标准溶液中，如果误差超过0.02PH，则重复第（1），（2）步聚。直至在二种标准溶液中不需要调节旋钮都能显示正确的PHs值。
（4）取出电极洗净并甩干，将PH温度补偿旋钮调节至样品温度，将电极浸入样品溶液，晃动后静止放置，显示稳定后读数。
13.温度对PH精度测量有多大影响？
对PH电极，温度影响每一个PH为0.003PH/℃,例如一个0.2级的PH计,在30℃PH缓冲液中进行校准,然后测试60℃的溶液(假定溶液的PH范围在PH6～8之间与PH7.00相差一个PH单位),则温度影响的最大误差就是30×0.003=0.09PH.如果是3个PH单位(在PH4～10范围内),最大误差就是0.27PH,从中可以看妯温度对PH的影响是很大的.当然,我们也可以从中得出结论,为了减少温度对PH测量的误差,我们该注意以下三点:
(1)尽量选择接近被测溶液PH值的缓冲溶液校准PH计。
(2)尽量使校准溶液的温度与被测溶液的温度一致或接近。
(3)应该选择有温度补偿的PH计。
精度高于0.1PH的PH计都有温度补偿调节,而0.2级的PH计就不带有温度补偿.有些0.2级的PH计也号称有0.1级的精度,其实这是不可能的,有人是将分辨率0.1PH和精度0.1PH这二个概念进行了混淆。即使以一个PH单位来说，相隔60℃的PH误差就是0.003×60=0.18PH,因此,没有温度补偿的PH计,最高的精度也只有0.2PH.
14.温度补偿能消除所有温度引起的误差吗?
必须特别指出的是,PH计上设置的温度补偿,只是补偿电极的斜率项(2.303RT/F)。受温度影响的还有玻璃电极的标准电势，液接界电势等，它们与温度并非成严格的线性关系。同时PH电极也需要一定的时间才能达到新温度下的平衡。因此，不管是手动温度补偿还是自动温度补偿，都不是很充分的。根据PH测量的操作定义，要想得到精密的测量结果，样品溶液与标准溶液应在相同和恒定的温度下测量，这就是等温测量原理。对于一般精度要求的PH测量，样品溶液与标准溶液的温度不同时，可使用温度补偿。
15．如何判断你的PH计是否准确？
有不少用户在使用PH计时都心存疑惑，这个PH计到底准不准？有人以工作经验来判断，有人以PH试纸来判断，也有人以过去使用的PH计来判断，这些都是不可靠的。其实，唯一可靠和最简单的方法就是以PH标准缓冲溶液来来进行检定。这是唯一的检测标准。取三个标准缓冲溶液：PH6.86、PH4.00、PH9.18(最好是新鲜配制并且温度相同),以PH6.86F进行定位校准,以PH4.00进行斜率校准,然后测试PH9.18,PH计是否准确,是否合格立见分晓.如果精度不合格还可以进一步判断是PH计有问题还是PH电极有问题。由于检测PH计需要相应的设备和技术太麻烦。我们可以采用本书第23条的方法检测PH电极的好坏，也就是可以确定一支PH电极还是要将PH计送去维修。