提高水pH值測定準(zhǔn)確度的方法探究

王麗玲

摘 要：目前，隨著社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水污染應(yīng)經(jīng)成為影響我國發(fā)展的主要問題。因此，選用先進(jìn)的科技技術(shù)手段，以及科學(xué)的技術(shù)理論，對水質(zhì)問題進(jìn)行準(zhǔn)確的檢查和分析，為環(huán)保部門創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而希望能夠提高整體的環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)好日益匱乏的環(huán)境資源，從而能夠?yàn)槿祟惖纳钏降奶岣邉?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(jìn)行調(diào)查，通過對pH值進(jìn)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(jìn)而為提高pH值測定準(zhǔn)確度提供了相應(yīng)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(biāo)。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(xué)原理的電位檢測法和H+試劑分析法上詳細(xì)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(yīng)，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(shí)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(yùn)用的是電位法檢測進(jìn)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(dòng)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(yīng)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(jìn)行測量過程當(dāng)中，溫度是影響測量后果的一項(xiàng)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(shí)值越也是有差異的。因此，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)該的嚴(yán)格測量pH值時(shí)應(yīng)維持在25℃的恒溫狀態(tài)下，給水取樣冷卻器應(yīng)該能將給水冷卻至25℃。但是由于設(shè)備更新不及時(shí)，冷卻水的量不夠充分等多方面的條件，都會導(dǎo)致給水樣品溫度一般都高于25℃，最高時(shí)甚至可以達(dá)到60℃，因此測出的pH值一般會偏低。因此實(shí)驗(yàn)人員選取了取完樣之后再進(jìn)行冷卻至25℃的方法，從而能夠確保測量的準(zhǔn)確性。通過大量實(shí)驗(yàn)可以得到結(jié)論，，給水樣品冷卻至25℃時(shí)測出的pH值與真實(shí)值相差不大，能夠增強(qiáng)pH值得準(zhǔn)確度。

3.2二氧化碳的影響

在進(jìn)行取樣和測量的過程中，假使水樣總是暴露在空氣當(dāng)中，空氣中的二氧化碳等其他元素將會與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而會導(dǎo)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(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，比如與水中的NH4OH發(fā)生反應(yīng)： CO2十NH4OH=NH4NCO3+H2O，從而導(dǎo)致堿性物質(zhì)被消耗，pH值也同時(shí)被降低。實(shí)驗(yàn)人員可以選擇pHS-2型酸度計(jì)對鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值進(jìn)行測量。在測量的過程當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)的緩沖溶液同樣不能夠在暴露在空氣當(dāng)中時(shí)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(jìn)行每次取樣的時(shí)候，取完樣后應(yīng)該馬上旋緊瓶蓋，迅速進(jìn)行測量，避免出現(xiàn)劇烈搖動(dòng)。

3.3電極的影響

當(dāng)用測量電池來對pH值進(jìn)行測量的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)人員能夠發(fā)現(xiàn)每次在儀器在定位的時(shí)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(biāo)準(zhǔn)值的。操作人員通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，認(rèn)為由于定位液和被測液的含鹽量有所不同，從而導(dǎo)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(luò)液部氯化鉀擴(kuò)散量過小同樣會導(dǎo)致測量起來并不容易。操作人員為了增快氯化鉀的擴(kuò)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(yàn)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(zhǔn)確性。在用高位氯化鉀飽和溶液時(shí)，一定要確保氯化鉀溶液能夠保持飽和，關(guān)鍵時(shí)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(zhǔn)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(xué)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(shí)，感應(yīng)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(shí)受到外界干擾比較大，比如參比標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(xué)原理的電位檢測法和H+試劑分析法上詳細(xì)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(shè)計(jì)溫度補(bǔ)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(xué)指示劑和設(shè)計(jì)靈敏的檢測光路提高檢測精度。通過本文的詳細(xì)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(yán)格的依據(jù)儀器的操作使用說明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)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(jìn)行冷卻，必須要保持實(shí)驗(yàn)測定的溫度在25℃的恒溫下進(jìn)行。 （3）當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員取完樣品之后，應(yīng)該及時(shí)的將瓶蓋旋緊，并且及時(shí)的進(jìn)行測量，避免因?yàn)閾u晃導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)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(kuò)散速度，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)該時(shí)刻做好對氯化鉀溶液的檢查，檢查其是否處于飽和狀態(tài)。