提高水pH值測定準確度的方法探究

王麗玲

摘 要：目前，隨著社會進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展，水污染應經(jīng)成為影響我國發(fā)展的主要問題。因此，選用先進的科技技術(shù)手段，以及科學的技術(shù)理論，對水質(zhì)問題進行準確的檢查和分析，為環(huán)保部門創(chuàng)造良好的實驗數(shù)據(jù)，進而希望能夠提高整體的環(huán)境質(zhì)量，保護好日益匱乏的環(huán)境資源，從而能夠為人類的生活水平的提高創(chuàng)造良好的前提條件。因此本文通過對工廠的外排水的水質(zhì)進行調(diào)查，通過對pH值進行測定原理的分析，并探討了影響的主要因素和需要采取的措施，進而為提高pH值測定準確度提供了相應的方法和對策。

1、序言

現(xiàn)如今，工廠的外排水pH值已經(jīng)成為影響水域條件的關(guān)鍵指標。目前而言，對于工廠的外排水pH值的檢測方法有多種，在現(xiàn)有檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，文中主要從基于電化學原理的電位檢測法和H+試劑分析法上詳細分析了提高pH值檢測精度的方法。電位檢測法一般采用玻璃電極做傳感器，測量可靠性和穩(wěn)定性好，精度高，是比較廣泛的一種測量pH方法；H試劑分析法是利用試劑與溶液中H+發(fā)生反應，通過后期處理檢測出待測溶液的pH值，該方法測量范圍靈活，精度高，但實施在線檢測比較困難。

2、pH值的測定原理

工廠外排水的測定給水pH值的方式，通常是運用的是電位法檢測進行測定。電位法檢測原理是指通過測量電極系統(tǒng)與被測溶液構(gòu)成的測量電池的電動勢，從而得到被測溶液氫離子活性度。在pH值測量中，從電極系統(tǒng)中獲得的電信號E與H+的活度的對應關(guān)系符合能斯特方程

E=E0+2.3026（RT/nF）lgaH+

其中，E為玻璃電極電位，V；E0為甘汞電極電位，

V；R為氣體常數(shù)；F為法拉第常數(shù)；T為絕對溫度，ah+為水溶液中H+的活度，mol/L。

3、影響的因素

3.1溫度的影響

在進行測量過程當中，溫度是影響測量后果的一項主要方面。從理論上來說，由于伴隨著溫度的不斷變化，，測出的pH值（加過校正值）與其真實值越也是有差異的。因此，實驗人員應該的嚴格測量pH值時應維持在25℃的恒溫狀態(tài)下，給水取樣冷卻器應該能將給水冷卻至25℃。但是由于設備更新不及時，冷卻水的量不夠充分等多方面的條件，都會導致給水樣品溫度一般都高于25℃，最高時甚至可以達到60℃，因此測出的pH值一般會偏低。因此實驗人員選取了取完樣之后再進行冷卻至25℃的方法，從而能夠確保測量的準確性。通過大量實驗可以得到結(jié)論，，給水樣品冷卻至25℃時測出的pH值與真實值相差不大，能夠增強pH值得準確度。

3.2二氧化碳的影響

在進行取樣和測量的過程中，假使水樣總是暴露在空氣當中，空氣中的二氧化碳等其他元素將會與其發(fā)生化學反應，從而會導致最后的結(jié)果。由于空氣中含有的二氧化碳將可以和水樣中的堿性物質(zhì)發(fā)生相應的化學反應，比如與水中的NH4OH發(fā)生反應： CO2十NH4OH=NH4NCO3+H2O，從而導致堿性物質(zhì)被消耗，pH值也同時被降低。實驗人員可以選擇pHS-2型酸度計對鄰苯二甲酸氫鉀標準緩沖溶液的pH值進行測量。在測量的過程當中，標準的緩沖溶液同樣不能夠在暴露在空氣當中時間太久，會影響到pH值的結(jié)果，說明空氣中的二氧化碳或其他雜質(zhì)對測量結(jié)果影響較大。為了避免該影響出現(xiàn)，在進行每次取樣的時候，取完樣后應該馬上旋緊瓶蓋，迅速進行測量，避免出現(xiàn)劇烈搖動。

3.3電極的影響

當用測量電池來對pH值進行測量的時候，實驗人員能夠發(fā)現(xiàn)每次在儀器在定位的時候都會出現(xiàn)比較大的偏差，并且測出來的數(shù)據(jù)普遍是低于標準值的。操作人員通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，認為由于定位液和被測液的含鹽量有所不同，從而導致高純水pH值測量相對來說比較困那，并且由于甘汞電極絡液部氯化鉀擴散量過小同樣會導致測量起來并不容易。操作人員為了增快氯化鉀的擴散速度，選用了在甘汞電極氯化鉀添加口處裝配高位飽和氯化鉀溶液的方式。通過多次試驗的證明可知裝配高位氯化鉀飽和溶液，能夠解決定位偏差較大并且測量結(jié)果偏低的問你，從而提高了整體的準確性。在用高位氯化鉀飽和溶液時，一定要確保氯化鉀溶液能夠保持飽和，關(guān)鍵時期操作人員可以向溶液中加人晶體氯化鉀。

4、提高pH測定值準確度的方法

提高測量電極的測量精度

pH玻璃電極是最傳統(tǒng)、使用最廣泛的pH值測量電極，所以在外排水中電化學檢測主要用pH玻璃電極作為測量電極。玻璃電極接觸到水時，感應玻璃膜與外排水中的氫離子發(fā)生交換，球泡內(nèi)電位差隨外層氫離子濃度發(fā)生變化，從而可以確定外排水的pH值。為了提高 pH值檢測的精度，必須從根源上提高檢測探頭—pH玻璃電極的測量精確度，由于在測量外排水pH值時受到外界干擾比較大，比如參比標準溶液性能逐漸漂移，容易受到污染，并且還受溫度變化等因素的影響，所以要采用抗干擾性大、響應快、精度高的玻璃電極。

5、結(jié)束語

為了提高外排水pH值的檢測精度，分別從基于電化學原理的電位檢測法和H+試劑分析法上詳細分析了提高pH值檢測精度的方法。對于電位檢測法，可以通過提高檢測電極精度、增大輸入電阻的阻值和設計溫度補償電路等方法提高外排水pH值檢測精度；對于H+試劑分析法，可以通過選用敏感化學指示劑和設計靈敏的檢測光路提高檢測精度。通過本文的詳細分析，為下一步高精度外排水在線pH值檢測的研制提供了一定的研究方案。

（1）操作人員需要嚴格的依據(jù)儀器的操作使用說明進行實驗。（2）實驗人員應該將樣品的溫度調(diào)控在25℃左右。如果給水冷卻器無法把給水樣品冷卻到25℃，則要求在每一次取完樣品之后，到要求人為進行冷卻，必須要保持實驗測定的溫度在25℃的恒溫下進行。 （3）當實驗人員取完樣品之后，應該及時的將瓶蓋旋緊，并且及時的進行測量，避免因為搖晃導致實驗不準確。 （4）在甘汞電極的氯化鉀添加口處加接高位氯化鉀I飽和溶液裝置，因此將會增快氯化鉀的擴散速度，實驗人員應該時刻做好對氯化鉀溶液的檢查，檢查其是否處于飽和狀態(tài)。