一、概述

　　pHS—2型酸度計(jì)是用玻璃電極取樣測(cè)量水溶液的酸度(即pH值)的一種測(cè)量?jī)x器。儀器除測(cè)量酸堿度之外也可測(cè)量電極電位。本儀器采用高性能的具有極高輸入阻抗的集成運(yùn)算放大器，使儀器具有穩(wěn)定可靠，使用方便等特點(diǎn)。

　　pHS—2型酸度計(jì)由電計(jì)和E——201—C9復(fù)合電極組成。

　　二、儀器主要技術(shù)性能

　　1.測(cè)量范圍：

　　pH：0~14pH，分7檔量程，每一量程為2pH。

　　mV：0~±1400mV，分7檔量程，每一量程為200mV。

　　2. 小分度：pH：0.02pH。mV：2mV。

　　3. 精確度：pH：±0.02pH/3pH。

　　mV：±2mV/200mV。

　　4. 儀器讀數(shù)重現(xiàn)性：

　　pH：0.01pH。

　　mV：1mV。

　　5. 被測(cè)溶液溫度范圍：0~60℃。

　　6. 儀器輸入阻抗：不小于1012?。

　　7. 儀器使用環(huán)境條件：

　　a) 環(huán)境溫度：0~40℃。

　　b) 環(huán)境相對(duì)濕度：不大于85%。

　　c) 電源：220V±10%。50Hz±2%。

　　8. 體積：290×180×90毫米。

　　9. 重量：約3公斤。

　　三、儀器工作原理

　　本酸度計(jì)是利用玻璃電極和銀一氯化銀電極對(duì)被測(cè)溶液中不同酸度所產(chǎn)生的直流電勢(shì)，輸入到一臺(tái)用高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器組成的直流放大器，以達(dá)到pH值指示的目的。以下分三個(gè)部分進(jìn)行說(shuō)明。

　　1.測(cè)量原理：

　　水溶液酸堿度的測(cè)量一般用玻璃電極作為測(cè)量電極、甘汞電極或銀一氯化銀電極參比

　　電極，當(dāng)氫離子活度發(fā)生變化時(shí)，玻璃電極和參比電極之間的電動(dòng)勢(shì)也隨著引起變化，電動(dòng)勢(shì)變化符合下列公式：

　　E=E0—2.3026

　　式中： R：氣體常數(shù)(8314焦耳/度•克分子);

　　T：絕對(duì)溫度：(273±t℃);

　　F：法拉第常數(shù)(96495庫(kù)侖/克•當(dāng)量);

　　E：電極系統(tǒng)零電位;

　　pH：表示被測(cè)溶液pH值和內(nèi)溶液pH值之差。

　　2.電極系統(tǒng)：

　　E—201——C9復(fù)合電極是由玻璃電極(測(cè)量電極)和銀一氯化銀電極(參比電極)組合在一起的塑殼可充式復(fù)合電極。玻璃電極頭部球泡是由特殊配方的玻璃薄膜制成，它僅對(duì)氫離子有敏感作用，當(dāng)它浸入被測(cè)溶液內(nèi)，則被測(cè)溶液中氫離子與電極球泡表面水化層進(jìn)行離子交換，形成一電位球泡內(nèi)層也同有電位存在。因此球泡內(nèi)外產(chǎn)生一電位差，此電位差隨外層氫離子濃度的變化而改變。由于電極內(nèi)部的溶液氫離子濃度不變，所以只要測(cè)出此電位差就可知被測(cè)溶液的pH值。

　　玻璃電極球泡內(nèi)通過(guò)銀氯化銀電極組成半電池，球泡外通過(guò)銀氯化銀參比電極，組成另一個(gè)半電池，二個(gè)半電池組成一個(gè)完整的化學(xué)原電池其電勢(shì)僅與被測(cè)溶液氫離子濃度有關(guān)。

　　當(dāng)一對(duì)電極形成的電位差等于零時(shí)，被測(cè)溶液的pH值即為零電位pH值。它與玻璃電極內(nèi)溶液有關(guān)。本儀器的零電位為pH7，因此僅適應(yīng)配用零電位pH值為7的玻璃電極。

　　3. 儀器：

　　本儀器用高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器組成的同相直流放大電路，對(duì)電極系統(tǒng)的電勢(shì)進(jìn)行

　　pH值轉(zhuǎn)換，以達(dá)到精確測(cè)量溶液中氫離子濃度的目的。下面介紹本儀器面板上各調(diào)節(jié)旋紐的作用(插圖見(jiàn)下頁(yè))。

　　“溫度”調(diào)節(jié)旋紐是用于補(bǔ)償由于溫度不同時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響。因此在進(jìn)行溶液pH值測(cè)量及pH校正時(shí)，必須將此旋紐調(diào)至該溶液溫度值上。在進(jìn)行電極電位mV值測(cè)量時(shí)，此旋紐無(wú)作用。

　　“斜率”調(diào)節(jié)旋紐是用于補(bǔ)償電極轉(zhuǎn)換系數(shù)。由于實(shí)際的電極系統(tǒng)并不能達(dá)到理論上轉(zhuǎn)換系數(shù)(100%)。因此，設(shè)置此調(diào)節(jié)旋紐是便于用戶用二點(diǎn)校正法對(duì)電極系統(tǒng)進(jìn)行pH校正，使儀器能更精確測(cè)量溶液pH值。

　　由于玻璃電極(零電位pH值為7)和銀—氯化銀電極浸入pH7緩沖溶液中時(shí)，其電勢(shì)并不都是象理論上的0mV，而有一定值，其電位差我們稱之為不對(duì)稱電位。這個(gè)值的大小取決于玻璃電極膜材料的性質(zhì)，內(nèi)外參比體系、測(cè)量溶液和溫度等因素。“定位”調(diào)節(jié)旋紐就是用于消除電極不對(duì)稱電位對(duì)測(cè)量結(jié)果所產(chǎn)生的誤差。

　　面板上各調(diào)節(jié)旋紐位置示意圖

　　“斜率”、“定位”調(diào)節(jié)旋紐僅在進(jìn)行pH測(cè)量及校正時(shí)有作用。

　　“讀數(shù)”按紐開(kāi)關(guān)：當(dāng)要讀取測(cè)量值時(shí)，按下此開(kāi)關(guān)。當(dāng)測(cè)量結(jié)束時(shí)，再按一次此開(kāi)關(guān)，

　　使儀器指針在中間位置，且不受輸入信號(hào)的影響，以免打壞表針。

　　“選擇”開(kāi)關(guān)供用戶選定儀器的測(cè)量功能。

　　“范圍”開(kāi)關(guān)供用戶選定儀器的測(cè)量范圍。

　　四、儀器的使用方法

　　1. 儀器的安裝：

　　儀器電源為220V交流市電。儀器的電源插頭如與用戶規(guī)格不符時(shí)，用戶可以自行調(diào)換

　　合適的插頭，插頭中的接地線絕對(duì)不能與其余二根電源線接錯(cuò)。用戶在使用此儀器時(shí)，請(qǐng)把儀器機(jī)箱支架撐好，使儀器與水平面成30o角。在未用電極測(cè)量前應(yīng)把配件Q9短路插插入電極插口內(nèi)，這時(shí)儀器的量程放在“6”，按下讀數(shù)開(kāi)關(guān)調(diào)定位紐，使指針指在中間pH7表明電計(jì)工作基本正常。

　　2. 電極安裝：

　　把電極桿裝在機(jī)箱上，如電極桿不夠長(zhǎng)可以把接桿旋上。將復(fù)合電極插在塑料電極夾上。

　　把此電極夾裝在電極桿上，將Q9短路插頭拔去，復(fù)合電極插頭插入電極插口內(nèi)，電極在測(cè)量時(shí)，請(qǐng)把電極上近電極帽的加液口橡膠管下移使小口外露，以保持電極內(nèi)KCl溶液的液位差。在不用時(shí)，橡膠管上移將加液口套住。

　　3. pH校正：(二點(diǎn)校正方法)

　　由于每支玻璃電極的零電位，轉(zhuǎn)換系數(shù)與理論值有差別，而且各不相同。因此，如要進(jìn)

　　行pH值測(cè)量，必須要對(duì)電極進(jìn)行pH校正，其操作過(guò)程如下：

　　(1) 開(kāi)啟儀器電源開(kāi)關(guān)。如要精密測(cè)量pH值，應(yīng)在開(kāi)電源開(kāi)關(guān)30分鐘后進(jìn)行儀器

　　的校正和測(cè)量。將儀器面板上的“選擇”開(kāi)關(guān)置“pH”檔，“范圍”開(kāi)關(guān)置“6”檔，“斜率”旋紐順時(shí)針旋到底(100%處)，“溫度”旋紐置此標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的溫度。

　　(2) 用蒸餾水將電極洗凈以后，用濾紙吸干。將電極放入盛有pH7的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液

　　的燒杯內(nèi)，按下“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)“定位”旋紐，使儀器指示值為此溶液溫度下的標(biāo)準(zhǔn)pH值(儀器上的“范圍”讀數(shù)加上表頭指示值即為pH指示值)，在標(biāo)定結(jié)束后，放開(kāi)“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)，使儀器置于準(zhǔn)備狀態(tài)。此時(shí)儀器指針在中間位置。

　　(3) 把電極從pH7的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中取出，用蒸餾水沖洗干凈，用濾紙吸干。根據(jù)

　　你將要測(cè)pH值的樣品溶液是酸性(pH7)或堿性(pH7)來(lái)選擇pH4或pH9的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。把電極放入標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，把儀器的“范圍”置“4”檔(此時(shí)為pH4的，標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液時(shí))或放置“8”檔(此時(shí)為pH9的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液時(shí))，按下“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)“斜率”旋紐，使儀器指示值為該標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液在此溶液溫度下的pH值，然后放開(kāi)“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)。

　　(4) 按(2)條的方法再測(cè)pH7的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，但注意此時(shí)應(yīng)將“斜率”旋紐維

　　持不動(dòng)，在按(3)條操作后的位置不變。如儀器的指示值與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH誤差是符合你將要進(jìn)行pH測(cè)量時(shí)的精度要求，則可認(rèn)為此時(shí)儀器已校正完畢，可以進(jìn)行樣品測(cè)量。

　　若此誤差不符合你將要進(jìn)行pH測(cè)量時(shí)的精度要求，則可調(diào)節(jié)“定位”旋紐至消除此誤差，然后再按(3)條順序操作。一般經(jīng)過(guò)上述過(guò)程，儀器已能進(jìn)行pH值的精確測(cè)量了。

　　在一般情況下，兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的溫度必須相同，以獲得最佳pH校正效果。

　　4. 樣品溶液pH值測(cè)量：

　　(1)在進(jìn)行樣品溶液的pH值測(cè)量時(shí)，必須先清洗電極，并用濾紙吸干。在儀器

　　已進(jìn)行pH校正以后，絕對(duì)不能再旋動(dòng)“定位”、“斜率”旋紐，否則必須重新進(jìn)行儀器pH校正。一般情況下，一天進(jìn)行一次pH校正已能滿足常規(guī)pH測(cè)量的精度要求。

　　(2)將儀器的“溫度”旋紐旋至被測(cè)樣品溶液的溫度值。將電極放入被測(cè)溶液中。儀器的“范圍”開(kāi)關(guān)置于此樣品溶液的pH值檔上，按下“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)。如表針打出左面刻度線，則應(yīng)減少“范圍”開(kāi)關(guān)值。如表針打出右面刻度線，則應(yīng)增加“范圍”的開(kāi)關(guān)值。直至表針在刻度上，此時(shí)表針?biāo)甘镜闹导由?ldquo;范圍”開(kāi)關(guān)值，即為此樣品溶液pH值。請(qǐng)注意，表面滿刻度值為2pH，最少分度值為0.02pH。

　　希望被測(cè)樣品溶液的溫度和用于儀器pH校正的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的溫度相同。這樣能減小由于電極而引起的測(cè)量誤差，提高儀器測(cè)量精度。

　　5. 電極電位的測(cè)量：

　　(1) 測(cè)量電極插頭芯線接“—”，參比電極連接線“+”。復(fù)合電極插頭芯線為測(cè)量電極，外層為參比電極，在儀器內(nèi)參比電極接線柱已與電極插口外層相接，不必另連線。如測(cè)量電極的極性和插座極性相同時(shí)，則儀器的“選擇”置“+mV”檔。否則，儀器的“選擇”置“—mV”檔。

　　(2) 將電極放入被測(cè)溶液，按“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)。如儀器的“選擇”置“+mV”時(shí)，當(dāng)表針打出右面刻度時(shí)，則增加“范圍”開(kāi)關(guān)值，反之，則減少“范圍”開(kāi)關(guān)值，直至表針在表面刻度上。如儀器的“選擇”置“—mV”時(shí)，當(dāng)表針打出右面刻度時(shí)，減少“范圍”開(kāi)關(guān)值。反之，則增加“范圍”開(kāi)關(guān)值。

　　(3) 將儀器的“范圍”開(kāi)關(guān)值，加上表針指示值，其和再乘以100，即得電極電位值，單位為：mV。電極電位值的極性，當(dāng)儀器的“選擇”開(kāi)關(guān)置“+mV”檔，則測(cè)量電極極性相同于插座極性，反之，則測(cè)量電極極性為“—”。

　　五、儀器的維護(hù)及注意事項(xiàng)

　　儀器必須很好維護(hù)，以保證儀器的使用壽命和測(cè)量精度，儀器全部采用集成電路，儀器的輸入阻抗很高，因此在使用和存放儀器時(shí)，必須注意以下幾條：

　　(1) 儀器的輸入端(即復(fù)合電極插口)，必須保持清潔，不使用將Q9短路插插入，使儀器輸入處于短路狀態(tài)，這樣能防止灰塵進(jìn)入，并能保護(hù)儀器不受靜電影響。

　　(2) 儀器在按下“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)指針打出刻度時(shí)，應(yīng)放開(kāi)“讀數(shù)”開(kāi)關(guān)，檢查分檔開(kāi)位置及其它調(diào)節(jié)器是否適當(dāng)。電極頭是否浸入溶液。如在pH檔時(shí)，輸入信號(hào)近于pH7或輸入端短路時(shí)，分檔開(kāi)關(guān)應(yīng)在“6”檔，在mV檔時(shí)，分檔開(kāi)關(guān)應(yīng)在“0”mV。

　　(3) 調(diào)節(jié)“溫度”旋紐時(shí)勿用力過(guò)大，以防止移動(dòng)緊固螺絲的位置，影響pH準(zhǔn)確度。

　　(4) 當(dāng)按下讀數(shù)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)“定位”旋紐達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值是時(shí)，即

　　說(shuō)明電極的不對(duì)稱電位很大(大于±1pH)，或被測(cè)緩沖溶液pH值不正確，應(yīng)調(diào)換電極或溶液試之。

　　用儀器測(cè)量緩沖溶液誤差較大時(shí)，可以用電位差計(jì)毫伏值輸入到儀器輸入端。儀器置

　　mV檔。當(dāng)電位差計(jì)輸入0，±100，±200，~±1400mV時(shí)，觀測(cè)儀器的指示值，分別情況按下面方法調(diào)節(jié)機(jī)箱邊的“零點(diǎn)”、“+mV”、“—mV”三調(diào)節(jié)器。注意，儀器出廠時(shí)已把此三個(gè)調(diào)節(jié)器調(diào)整好了，如沒(méi)有電位差計(jì)，請(qǐng)不要隨便旋動(dòng)此調(diào)節(jié)器。

　　a.當(dāng)儀器在輸入正負(fù)各檔mV值時(shí)，基本上誤差都相同，且極性相同(如都差—2mV)可調(diào)節(jié)“零點(diǎn)”調(diào)節(jié)器，以消除此誤差。b.當(dāng)儀器在輸入正負(fù)各檔mV值時(shí)，儀器在0mV輸入時(shí)誤差很小(小于1mV)。但儀器的誤差隨輸入信號(hào)變化而改變時(shí)，則當(dāng)測(cè)“+mV”值時(shí)有此誤差，可調(diào)節(jié)“+mV”調(diào)節(jié)器，測(cè)“—mV”值時(shí)有此誤差可調(diào)節(jié)“—mV”調(diào)節(jié)器，以消除此誤差。c.當(dāng)儀器在輸入正負(fù)各檔mV值時(shí)，儀器在0mV輸入時(shí)有一定的誤差(如2mV時(shí))，且此誤差隨輸入信號(hào)的變化而改變時(shí)，則可在儀器輸入0mV時(shí)，調(diào)“零點(diǎn)”調(diào)節(jié)器，使儀器指示為0mV，然后輸入±1400mV，分別調(diào)節(jié)“+mV”，“—mV”調(diào)節(jié)器，使儀器誤差達(dá)到技術(shù)要求即可。經(jīng)過(guò)上述過(guò)程調(diào)節(jié)，儀器一般就能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，如儀器在測(cè)量過(guò)程中仍有誤差，則要把儀器送到專設(shè)的維修點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)維修。pH玻璃電極在常規(guī)情況下只能保存、使用一年。

　　六.電極使用維護(hù)及注意事項(xiàng)電極使用維護(hù)及注意事項(xiàng)：

　　1.電極在測(cè)量前必須用已知pH值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行定位校準(zhǔn)，為取得更正確的結(jié)果，已知pH值要可靠，而且其pH值愈接近被測(cè)值愈好。

　　2.取下帽后要注意，在塑料保護(hù)柵內(nèi)的敏感玻璃泡不與硬物接觸，任何破損和擦毛都會(huì)使電極失效。

　　3. 測(cè)量完畢，不用時(shí)應(yīng)將電極保護(hù)帽套上，帽內(nèi)應(yīng)放少量補(bǔ)充液，以保持電極球泡的濕潤(rùn)。

　　4. 復(fù)合電極的外參比補(bǔ)充液為3M氯化鉀溶液(附件有：內(nèi)裝3M氯化鉀小瓶一只，用戶只需加入60ml蒸餾水搖勻，此溶液即為外參比補(bǔ)充液)，補(bǔ)充液可以從上端小孔加入。

　　5. 電極的引出端，必須保持清潔和干燥，絕對(duì)防止輸出兩端短路，否則將導(dǎo)至測(cè)量結(jié)果失準(zhǔn)或失效。

　　6. 電極應(yīng)與輸入阻抗較高的酸度計(jì)(10≥12?)配套，能使電極保持良好的特性。

　　7. 電極避免長(zhǎng)期浸在蒸餾水中或蛋白質(zhì)和酸性氟化物溶液中，并防止有機(jī)硅油脂接觸。

　　8. 電極經(jīng)長(zhǎng)期使用后，如發(fā)現(xiàn)梯度略有降低，則可把電極下端浸泡在內(nèi)4%HF(氫氟酸)中3-5秒鐘，用蒸餾水洗凈，然后在氯化鉀溶液中浸泡，使之復(fù)新。

　　9. 被測(cè)溶液中如含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物質(zhì)，而使電極鈍化，其現(xiàn)象是敏感梯度降低，或讀數(shù)不準(zhǔn)。如此，則應(yīng)根據(jù)污染物質(zhì)的性質(zhì)，以適當(dāng)溶液清洗，使之復(fù)新。

　　注：選用清洗劑時(shí)，如能溶解聚碳酸樹(shù)脂的清洗液，如四氯化碳，三氯乙烯，四氫呋喃等，則可把聚碳酸樹(shù)脂溶解后，涂在敏感玻璃球泡上，而使電極失效，請(qǐng)慎用!污染物質(zhì)和清洗請(qǐng)看下表，供參考。

　　污染物 清洗劑

　　無(wú)機(jī)金屬氧化物 低于1M稀酸

　　有機(jī)油脂類物 稀洗滌劑(弱堿性)

　　樹(shù)脂高分子物質(zhì) 酒精、丙酮、乙醚

　　蛋白質(zhì)血球沉淀物 酸性酶溶液(如食母生片)

　　顏料類物質(zhì) 稀漂白液，過(guò)氧化氫

　　附錄1：緩沖溶液的配制

　　(1) pH4溶液：用GR鄰苯二甲酸KHC3H4O410.21克，溶解于1000CC的蒸餾水中。

　　(2) pH6.86溶液：用GR磷酸二氫鉀KH2PO43.4克，GR磷酸氫二鈉NHPO3.55克，溶解于1000CC蒸餾水中。

　　(3) pH9.20溶液：用GR硼砂鈉Na2B4O7，10H2O3.81克，溶解于1000CC蒸餾水中。附錄2：緩沖溶液的pH值與溫度關(guān)系對(duì)照表

　　液溫度℃ 磷苯二甲酸鹽 中 性 磷 酸 鹽 硼 酸 鹽

　　5 4.01 6.95 9.39

　　10 4.00 6.92 9.33

　　15 4.00 6.90 9.27

　　20 4.01 6.88 9.22

　　25 4.01 6.86 9.18

　　30 4.02 6.85 9.14

　　35 4.03 6.84 9.10

　　40 4.04 6.84 9.07

　　45 4.05 6.83 9.04

　　50 4.06 6.83 9.01

　　55 4.08 6.84 8.99

　　60 4.10 6.84 8.96