酸度計計量檢定問題分析與電極日常維護

摘要：酸度計是一種精密的科學儀器，能夠在短時間內高效、準確地測量溶液的pH值。本文以酸度計工作原理為切入點，重點分析了酸度計在計量檢定中出現的問題，并根據相關問題提出具體的解決方法，最后進一步探討了酸度計電極的日常維護措施，以確保酸度計能夠長期安全穩定地運行。

關鍵詞：酸度計；計量檢定；故障分析；電極維護

中圖分類號：TH832文獻標志碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.074

0前言

當前，無論是科學技術研究還是工業化生產，都對溶液的酸堿度有著嚴格的要求，這使得酸度計的應用越來越廣泛。然而，作為一種精密的電子儀器，酸度計的使用和維護需要滿足特定的條件和環境要求。當受到外界因素的影響或操作不規范時，容易導致酸度計出現故障，產生較大的誤差，從而無法準確測定溶液的酸堿度，影響后續的科研和生產活動。

1酸度計工作原理

酸度計是一種利用電勢法精密測定溶液pH值的化學分析儀器，主要由電極和電流計兩部分組成。其中電極又分為參比電極和玻璃電極。參比電極維持一個恒定的電位，主要作為測量各種偏離電位的對照；玻璃電極的電位取決于周圍溶液的pH值。電流計主要是在電阻極大的電路中測量出微小的電位差。

酸度計工作的基本原理是：將參比電極和玻璃電極同時浸入待測溶液中浸入某一待測溶液中而形成原電池，在一定溫度下產生一個內外參比電極之間的電池電動勢。這個電動勢與溶液中氫離子活度有關，而與其他離子的存在基本沒有關系。通過電流計測量原電池的電動勢，最后根據測量得到的電動勢，利用能斯特方程計算出待測溶液的pH值。酸度計具體工作原理示意如圖1所示。

2酸度計計量檢定中存在的問題和處理措施

2.1與檢定設備接口不匹配

與校準設備接口不匹配是酸度計在計量檢定過程中經常會遇到的問題。通常校準設備會為酸度計提供三條輸出連接線，檢定人員可以根據酸度計的輸入插口選擇合適的連接線。但是，若酸度計的電極是甘汞電極，并且沒有內部連接，在對酸度計進行計量檢定時則必須將甘汞電極和玻璃電極外部連接。除此之外，還存在其他連接不匹配的情況。例如，酸度計的型號為袖珍式PHB-4，由于其接口較小，可能無法與檢定設備連接，從而無法完成計量檢定工作。

為了解決這類故障問題，需要特別設計輸出連接線，以確保酸度計能夠與檢定設備的接口兼容。但需要注意的是，在使用連接線的過程中，必須避免出現虛聯的情況，否則將難以保證測量數據的準確性和可靠性。

2.2未合格保存標準溶液

未合格保存標準溶液也是酸度計計量檢定過程中常見問題之一。對于標準溶液的保存，必須確保保存溫度處于特定范圍內，最佳的溫度應維持在5～ 10℃范圍內。此外，保存溶液的容器瓶蓋必須擰緊，以此來確保標準溶液可以保存1～2個月。當容器內產生不良沉淀物質或是出現發霉變質趨勢，此溶液不可繼續使用。

在使用酸度計標準溶液時，不應直接在大瓶容器中取用，而應該每次使用前將溶液倒入50 mL的聚乙烯瓶中，并將其放置在與計量檢定相同的環境溫度下。只有當瓶內溶液溫度與環境溫度非常接近時，才能正式開始計量檢定。完成酸度計檢定后，不應將小瓶內剩余的標準溶液倒回原來的大瓶容器中，而應統一處理，將其倒入指定的廢棄物回收裝置內，以避免標準溶液受污染，而影響后續計量檢定的準確性。

2.3疏于維護而產生計量誤差

酸度計作為我國強制檢定目錄中的一種關鍵計量器具，具有較為精細的內部結構，需要每隔一段時間對其進行規范化和全面化的檢定。同時，在使用過程中也需格外小心謹慎。作為一種高精度的儀器設備，其管理和更新工作不容忽視。然而，一些企業和實驗室在使用酸度計時，并未定期檢查和維護電極，往往在出現問題后才進行修復和補救，這種做法具有很強的滯后性。一方面，這會導致計量檢定的整體成本增加；另一方面，也會阻礙檢定進程的順利進行。

酸度計作為一個完整的工作系統，任何一個環節的故障都可能導致整體有效性的顯著下降，從而引起測量誤差。為解決這一問題，專業人員應定期對設備進行檢查、維護和校準，以提高其可靠性。對于酸度計中老化或損壞的零部件，應及時進行更換，最大限度地避免計量過程中出現不必要的誤差，從而獲得更加真實有效的計量結果。另外，還要注意控制電極與空氣的接觸時間，如果酸度計電極在空氣中的放置時間超過30 min，要再次對酸度計進行校準。

2.4出現電極檢定偏差

酸度計中的電極檢定偏差是計量檢定中常見的故障問題，主要體現為電極的示值誤差。這種誤差通常由兩部分組成：電極本身的示值誤差和電位的示值誤差。在酸度計的計量檢定過程中，為了最大限度地確保檢定結果的準確性，需要通過正反兩個方向的檢測手段來識別誤差來源，并對兩次檢測結果取平均值，從而獲得更為可靠的檢測數據。隨后，通過系統化的分析和全面的整理，可以科學地校正示值誤差。

為了降低酸度計出現檢定偏差的概率，應優先考慮使用高精度的酸度計。精度越高的酸度計，出現誤差的可能性越低。在某些情況下，高精度酸度計只需一次計量測定就能完成示值誤差的檢定。

2.5電極響應速度相對較慢

引起此問題的主要原因為電極表面可能被一些雜質污染。針對這一問題，需要采取合適的清潔方法來解決故障。若電極表面上堆積了一定量的油脂類物質，可使用帶有丙酮或肥皂液的脫脂棉進行擦拭處理；若電極膜呈干燥狀態，則應當將電極頭放置在濃度為0.1 mol/L的鹽酸溶液中浸泡12 h，對其做活化處理；若電極隔膜內有蛋白質生成，則同樣要使用鹽酸溶液浸泡并沖洗，以去除沉淀物；當電極被硫化銀污染時，應選擇硫脲溶液進行浸泡處理。

2.6緩沖溶液電位不能校正儀器

當進行酸度計計量檢定時，誤退出校正程序則可能會引起此故障問題。進行校正恢復時，檢定人員要嚴格遵循說明書要求來操作，杜絕出現隨意操作以及觸碰其他鍵的情況；校正所應用的緩沖溶液應當為兩種，其數值差不能小于1個pH值；若電極受損，則要分別測試其處于各個緩沖溶液中的電位，判斷電位變化是否正常，當其出現異常時，需重新更換電極。

3酸度計電極日常維護措施

3.1規范使用電極

電極是酸度計的核心組件，其日常維護對于提高酸度計的運行效率和降低故障率至關重要。首先，提高電極使用規范性是關鍵。在使用電極前，操作人員應檢查電極前端是否有氣泡，并及時去除，以避免影響電極的性能。處于完好狀態的電極應呈現透明狀，并且表面不應有裂紋。

位于電極中電解液的高度不應低于待檢定樣品的高度，且比酸度計填液孔低1 cm。從浸泡液中取出電極后，應進行兩步沖洗：先用去離子水沖洗，再用被測溶液沖洗。注意避免使用紙巾直接擦拭，因為這可能會延長電勢穩定的時間。

電極插入被測溶液后，需要攪拌和搖晃，然后才能正式測量和校準。之后，在正式測量之前，應將其放置一段時間，這有助于大幅縮短電極響應時間。由于溶液具有一定的黏度，當酸度計電極放置在其中進行測量后，應立即將其取出，并用電離水反復沖洗，以完全去除附著在其表面的試劑。

在使用過程中，還應避免電極與腐蝕性物質接觸，并注意控制電極的接觸時間和清洗頻率，以維持電極的性能和延長其使用壽命。

3.2加大電極日常維護力度

除了確保酸度計電極的規范使用之外，加強其日常維護同樣至關重要。當酸度計的電極是復合電極時，其頭部位置相對較薄，所以在使用與放置過程中要格外小心，避免其與硬物接觸，從而導致電極受損。

若電極長時間不使用，應做好浸泡與保存工作，優先考慮使用的溶液為氯化鉀溶液，濃度控制在3 mol/L。對電極做浸洗處理時，不應使用洗滌液與吸水性試劑，因為它們會破壞電極的性能。

如果電極頭部出現裂紋或老化跡象，應立即更換，以避免延長電極的反應時間，導致測量過程變得緩慢，甚至引起測量誤差。新更換的電極同樣需要進行浸泡處理，應在3 mol/L氯化鉀溶液中浸泡至少一天后才能使用。

4結束語

目前，酸度計的應用領域正變得越來越廣泛。因此，減少計量檢定過程中出現故障的可能性變得尤為重要。針對檢定設備接口不匹配、標準溶液保存不當、計量統計誤差以及電極檢定偏差等問題，應采取適當的解決措施。同時，對酸度計電極的日常使用和維護也應給予充分的重視，以確保酸度計的功能得到最大程度的發揮。

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作者簡介

范華杰，男，1987年出生，工程師，碩士，研究方向為化學計量。

（編輯：李加鵬，收稿日期：2024-07-04）