化工產(chǎn)品影響pH值檢測(cè)結(jié)果的因素探究

曹亮

(泰州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所, 江蘇 泰州 225300)

1 引言

pH值是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度，但由于檢測(cè)工具及方法多種多樣、化工產(chǎn)品本身的性質(zhì)具備差異性等原因，化工產(chǎn)品的pH值檢測(cè)易出現(xiàn)不穩(wěn)或誤差較大的情況，本文對(duì)此問題進(jìn)行了探究，列舉出影響化工產(chǎn)品pH值檢測(cè)結(jié)果的各項(xiàng)因素，并對(duì)此提出建議。

2 pH值檢測(cè)概述

2.1 pH值簡(jiǎn)介

pH值是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度，又稱氫離子濃度指數(shù)、酸堿值。在25℃、298K左右的環(huán)境下，pH值越低，表示溶液酸性越強(qiáng)；越高，表示溶液堿性越強(qiáng)。當(dāng)pH小于7時(shí)，溶液呈酸性；當(dāng)pH大于7時(shí)，溶液呈堿性；當(dāng)pH等于7時(shí)，溶液呈中性。

2.2 pH值檢測(cè)方法

2.2.1 pH計(jì)

pH計(jì)是一種高智能化的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器，由參比電極、玻璃電極及電流計(jì)組成。其中，玻璃電極作為指示電極，飽和甘汞電極作為參比電極。也可配上純水和超純水電極，適用于測(cè)量電導(dǎo)率小于3μs/cm的水質(zhì)的pH值。PH計(jì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品和環(huán)保等領(lǐng)域，是測(cè)試精度較高的儀器。

2.2.2 pH試紙

pH試紙是檢驗(yàn)溶液酸堿度的尺子，也稱為石蕊試紙。使用時(shí)，撕下一條，放在表面皿中，用一支干燥的玻璃棒從玻璃容器中蘸取一滴溶液，根據(jù)其顏色變化可得出溶液的酸堿性。pH試紙可分0.2級(jí)、0.1級(jí)、0.01級(jí)或更高精度。

一般來說，化工產(chǎn)品的pH值檢測(cè)使用pH計(jì)較多，其測(cè)量精確度要高于石蕊試紙；石蕊試紙?jiān)谒釅A性的檢測(cè)上較為方便，但其酸堿度誤差較大。

3 影響化工產(chǎn)品pH值檢測(cè)結(jié)果的因素

3.1 待測(cè)樣品所用純水的影響

根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，待測(cè)樣品用純水配制成1%或其他濃度的水溶液。pH測(cè)的是氫離子的活度，非氫離子的濃度。pH的計(jì)算方法如下：

其中，f為H+的活度系數(shù)； H+的活度系數(shù)由溶液中所有離子的總強(qiáng)度決定，而不只是依賴于被測(cè)離子的強(qiáng)度。只有在理論純水中，活度系數(shù)才為1,但只要有其它離子出現(xiàn)，活度系數(shù)就會(huì)改變，隨之pH值就會(huì)發(fā)生變化。即pH受溶液中總的離子強(qiáng)度的影響，改變了總的離子強(qiáng)度就改變了pH值。

不僅如此，純水也易受周圍空氣的影響。純水在存放過程中接觸空氣中的二氧化碳，導(dǎo)致純水形成碳酸，呈弱酸性，其pH值會(huì)有所降低。

3.2 待測(cè)樣品溫度的影響

雖然pH測(cè)量?jī)x具備溫度補(bǔ)償功能，但也會(huì)由于溫度的原因造成測(cè)量誤差。

根據(jù)pH值的測(cè)量原理，測(cè)量溶液的pH值可用下式表示：

式中：pH表示待測(cè)溶液的pH值，pHs表示選取的標(biāo)定液的pH值，E表示待測(cè)溶液中玻璃電極與參比電極之間的電位差，Es表示標(biāo)定液中玻璃電極與參比電極之間的電位差，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，R為氣體常數(shù)。

從式中可見，待測(cè)溶液的pH值在系數(shù)F/(2.3026RT))和E值兩個(gè)方面受到溫度的影響。由此可知，儀器的溫度補(bǔ)償只是對(duì)系數(shù)F/(2.3026RT)和參比電極隨溫度的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，無法調(diào)節(jié)待測(cè)溶液本身pH值隨溫度的變化。而pH值控制指標(biāo)是環(huán)境為25度時(shí)的pH值，在偏離25度時(shí)pH測(cè)量?jī)x測(cè)量出的pH值并非準(zhǔn)確值，不能作為準(zhǔn)確的控制值。

3.3 待測(cè)溶液攪拌方式的影響

常規(guī)的pH計(jì)和pH試紙檢測(cè)方法均適用于水溶液的酸堿度的測(cè)定。對(duì)于許多粉末狀顆粒的化工產(chǎn)品，按照其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，配制成水溶液測(cè)試其pH值，而溶液的溶解程度會(huì)影響氫離子的活度系數(shù)，從而導(dǎo)致待測(cè)溶液的攪拌和溶解過程會(huì)影響其pH值的檢測(cè)結(jié)果。通常情況下，新鮮配制好的溶液pH較低，隨著樣品的溶解程度提高，pH值也會(huì)升高，而當(dāng)產(chǎn)品攪拌后完全溶解后，pH值會(huì)逐漸接近穩(wěn)定。而手工攪拌、磁力攪拌和攪拌槳攪拌等攪拌方式會(huì)影響溶解的程度。因此，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)明確攪拌溶解的時(shí)間以及攪拌方式，以此來保證數(shù)據(jù)的正確性，避免檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差。

3.4 操作是否恰當(dāng)?shù)挠绊?/h3>

化工產(chǎn)品的pH值指標(biāo)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要而確定的，其檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度要求不同，0.1-1均有可能。若選用pH試紙則只能精確到1，而選用pH計(jì)和精密試紙則能精確到0.1和0.5。如果標(biāo)準(zhǔn)中要求精確到1，則應(yīng)選用廣泛pH試紙進(jìn)行測(cè)量，簡(jiǎn)便而且快捷。若選用其他，因其所測(cè)的數(shù)據(jù)帶有不必要的精度要求，會(huì)增加數(shù)據(jù)判定的難度。因此，標(biāo)準(zhǔn)在制定的過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮實(shí)驗(yàn)方法與pH指標(biāo)精度的匹配，以免給檢測(cè)工作帶來不必要的判定誤差。

4 結(jié)論及建議

在實(shí)際檢測(cè)工作中，由于化工產(chǎn)品種類多，成分復(fù)雜，pH值的檢測(cè)數(shù)據(jù)受許多外來因素的影響，導(dǎo)致常出現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)不穩(wěn)等問題。這些因素中，有人為的，有其測(cè)量原理本身所固有的。針對(duì)以上所提出的影響化工產(chǎn)品pH值測(cè)量的因素，本文提出以下建議：

（1）保證配制待測(cè)樣品用純水的純度，避免長(zhǎng)期暴露于空氣中或靜置，也可采用新煮沸冷卻的的方式來降低二氧化碳的濃度，即將純水煮沸冷卻后再用來配制檢測(cè)溶液 ；

（2）解決溫度對(duì)pH值測(cè)量影響的措施是嚴(yán)格控制測(cè)量水樣的溫度在25度左右；

（3）攪拌時(shí)間以及攪拌方式要確立標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制；

（4）針對(duì)不同的要求選取不同的測(cè)量?jī)x器，并對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)與監(jiān)督，保證測(cè)量過程中人工誤差降低至最低。

[1]曹杰玉,陳新超.發(fā)電廠純水pH值測(cè)量應(yīng)注意的幾個(gè)問題［J］. 熱力發(fā)電，2004(05)：62~63.

[2]薛青林.影響超純水pH測(cè)量準(zhǔn)確度的因素及對(duì)策［J］.科技與生活，2012(07)：36~37.