pH計(jì)使用中有關(guān)問(wèn)題的研究

1 關(guān)于pH計(jì)的校準(zhǔn)問(wèn)題

pH計(jì)校準(zhǔn)的目的是使所測(cè)定出的溶液pH值與溶液的真實(shí)pH值相符合，這是十分重要的，因?yàn)槿藗兘?jīng)常要根據(jù)測(cè)定結(jié)果作出某種判斷。比如，注射液pH值的測(cè)定，測(cè)定值是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到對(duì)注射液的質(zhì)量判定。再比如人體血液pH值的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果是否準(zhǔn)確直接關(guān)系到判定患者是否發(fā)生酸堿中毒的問(wèn)題。因?yàn)檎Ｈ梭w血液pH值為7.35~7.45，變化范圍只有0.1個(gè)pH單位，若儀器測(cè)定有0.2個(gè)pH誤差，就有可能對(duì)患者造成酸堿中毒的誤診或漏診pH計(jì)的校準(zhǔn)是確保測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。由于儀器型號(hào)不同，所規(guī)定的校準(zhǔn)操作步驟也有所不同。

pH計(jì)是專(zhuān)為應(yīng)用玻璃電極測(cè)定pH而設(shè)計(jì)的電子電位計(jì)，因此，pH計(jì)直接測(cè)量的是電池的電動(dòng)勢(shì)，所顯示的pH值是通過(guò)儀器內(nèi)部轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果，1個(gè)pH單位相當(dāng)于59.16mv PHs-型酸度計(jì)的校準(zhǔn)都規(guī)定為定位和檢查電極斜率兩步進(jìn)行。定位時(shí)，將電極插入到已知pH值的緩沖溶液中，常用pH=6.86的緩沖溶液，將溫度開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)到與該緩沖溶液的溫度相同，通過(guò)調(diào)節(jié)定位開(kāi)關(guān)或按鈕使pH計(jì)所顯示的pH讀數(shù)與緩沖溶液的已知pH值相一致。在此基礎(chǔ)上，將電極插入到另一個(gè)不同pH值的緩沖溶液中，常用pH=4.00的緩沖溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)斜率開(kāi)關(guān)或按鈕使pH計(jì)所顯示的pH讀數(shù)與該緩沖溶液的已知pH值相一致，到此，pH計(jì)校準(zhǔn)完畢，即可進(jìn)行待測(cè)溶液pH值的測(cè)定，現(xiàn)有的pH計(jì)說(shuō)明書(shū)都是這樣寫(xiě)的。我們?cè)趐H 計(jì)使用中發(fā)現(xiàn)，按照這種方法往往不能將pH計(jì)真正校準(zhǔn)，例如，我們用pH=6.86 的緩沖溶液對(duì) pH 計(jì)進(jìn)行定位，再用pH=4.00的緩沖溶液檢查斜率后，再將電極插入到pH=6.86的緩沖溶液中，發(fā)現(xiàn)pH計(jì)顯示的讀數(shù)為6.66，相差0.2個(gè)pH單位，如此大的誤差對(duì)于pH值的準(zhǔn)確測(cè)定是不允許的。說(shuō)明pH計(jì)還未真正校準(zhǔn)。我們又將定位和檢查斜率操作重復(fù)進(jìn)行一次后，再將電極插入到pH=6.86的緩沖溶液中，pH計(jì)顯示的讀數(shù)為6.80，相差0.06個(gè)pH單位。我們又對(duì)pH計(jì)進(jìn)行第三次校準(zhǔn)操作，然后將電極分別插入pH=6.86和pH=4.00的緩沖溶液中，不做任何調(diào)節(jié)，pH計(jì)顯示的讀數(shù)均與緩沖溶液的已知pH值相一致。因此，我們認(rèn)為pH計(jì)校準(zhǔn)的正確做法是要將定位和檢查斜率兩步操作重復(fù)進(jìn)行多次，直到定位和斜率開(kāi)關(guān)均不進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，pH計(jì)所顯示的讀數(shù)均能與電極所插入的緩沖溶液的已知pH值相一致為止。由此可見(jiàn)，pH計(jì)的校準(zhǔn)只進(jìn)行一次校準(zhǔn)操作是不行的，最低也需要進(jìn)行兩次。

實(shí)際上，在pH計(jì)的校準(zhǔn)過(guò)程中，定位與檢查電極斜率是逐漸逼近真實(shí)值的過(guò)程，因?yàn)榈谝淮味ㄎ粫r(shí)，是將電極斜率設(shè)定為最大（59mv），通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)勢(shì)使pH計(jì)所顯示的讀數(shù)與電極所插入的緩沖溶液已知pH值相一致。由于所設(shè)定的電極斜率與電極的實(shí)際斜率不一致，因此，定位是不準(zhǔn)確的。而電極斜率檢查又是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其結(jié)果必然也是不準(zhǔn)確的。第二次對(duì)pH計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，其結(jié)果顯然會(huì)好于第一次，如此多次進(jìn)行校準(zhǔn)操作，可以使校準(zhǔn)結(jié)果與真實(shí)值十分接近，便可認(rèn)為pH計(jì)確已真正校準(zhǔn)。

2 關(guān)于玻璃電極（復(fù)合電極）的再生問(wèn)題

按照玻璃電極生產(chǎn)廠家規(guī)定，玻璃電極的保質(zhì)期為一年，出廠一年后，不管使用與否，其性能都會(huì)受到影響，應(yīng)及時(shí)更換。市場(chǎng)上出售的電極往往不是當(dāng)年生產(chǎn)的，比如，石家莊醫(yī)高專(zhuān)理化教研室2010年通過(guò)機(jī)關(guān)買(mǎi)來(lái)的復(fù)合電極出廠日期為2007年，按廠家規(guī)定已不能使用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，該電極性能確實(shí)受到影響，pH計(jì)的每一步操作，只要與電極有關(guān)，都要花費(fèi)5分鐘以上才能完成，主要表現(xiàn)是玻璃電極響應(yīng)遲緩，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生很大影響。經(jīng)查閱有關(guān)資料得知，玻璃電極（復(fù)合電極）老化與玻璃膠層漸進(jìn)變化有關(guān)，并提出去除老化玻璃膠層的方法，用 5%的氫氟酸浸泡玻璃電極的玻璃球部位，使老化的硅膠層與氫氟酸反應(yīng)，生成SiF4氣體而除去。浸泡10~20分鐘后，立即取出電極，用蒸餾水洗凈，然后將玻璃電極的玻璃球部浸入到0.1mol/LHCl中24小時(shí)后即可使用。我們運(yùn)用此法對(duì)本實(shí)驗(yàn)室存放多年的復(fù)合電極進(jìn)行了類(lèi)似處理，浸泡時(shí)間為15分鐘，用在2.5mol/LHCl50ml中加入7.25克氟化鉀代替5%的氫氟酸。對(duì)處理后的復(fù)合電極進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果，電極的響應(yīng)時(shí)間從處理前的5分鐘縮短到20秒，電極的零點(diǎn)pH百分理論斜率均符合要求，可以說(shuō)電極已恢復(fù)到剛出廠時(shí)的性能水平實(shí)驗(yàn)研究表明，對(duì)于玻璃電極或復(fù)合電極，其老化都是由于硅膠層老化引起的，用氫氟酸處理后，老化的硅膠層被去除，經(jīng)浸泡后又會(huì)產(chǎn)生新的水和硅膠層，恢復(fù)了膠層的結(jié)構(gòu)，因而電極性能得到恢復(fù)。因此，只要定期處理玻璃電極或復(fù)合電極的玻璃球的外層老化膠層，則電極可以長(zhǎng)期使用，其壽命幾乎是無(wú)限的。