1、一、概述pHS2 型酸度计是用玻璃电极取样测量水溶液的酸度（即 pH 值）的一种测量仪器。仪器除测量酸碱度之外也可测量电极电位。本仪器采用高性能的具有极高输入阻抗的集成运算放大器，使仪器具有稳定可靠，使用方便等特点。pHS2 型酸度计由电计和 E201C9 复合电极组成。二、仪器主要技术性能1测量范围：pH：014pH，分 7 档量程，每一量程为 2pH。mV：01400mV，分 7 档量程，每一量程为 200mV。2 小分度：pH：0.02pH。mV：2mV。3 精确度：pH：0.02pH/3pH。mV：2mV/200mV。4 仪器读数重现性：pH：0.01pH。mV：1mV。5被测溶液温度
2、范围：060。6仪器输入阻抗：不小于 1012?。7仪器使用环境条件：a)环境温度： 040。b)环境相对湿度：不大于 85%。c)电源： 220V10%。50Hz 2%。8体积：29018090 毫米。9重量：约 3 公斤。三、仪器工作原理本酸度计是利用玻璃电极和银一氯化银电极对被测溶液中不同酸度所产生的直流电势，输入到一台用高输入阻抗集成运算放大器组成的直流放大器，以达到 pH 值指示的目的。以下分三个部分进行说明。1.测量原理：水溶液酸碱度的测量一般用玻璃电极作为测量电极、甘汞电极或银一氯化银电极参比电极，当氢离子活度发生变化时，玻璃电极和参比电极之间的电动势也随着引起变化，电动势变化符
3、合下列公式：E=E02.3026式中： R：气体常数（8314 焦耳/ 度克分子） ；T：绝对温度：（273t ） ；F：法拉第常数（96495 库仑/克当量） ；E：电极系统零电位；pH：表示被测溶液 pH 值和内溶液 pH 值之差。2电极系统：E201C9 复合电极是由玻璃电极（测量电极）和银一氯化银电极（参比电极）组合在一起的塑壳可充式复合电极。玻璃电极头部球泡是由特殊配方的玻璃薄膜制成，它仅对氢离子有敏感作用，当它浸入被测溶液内，则被测溶液中氢离子与电极球泡表面水化层进行离子交换，形成一电位球泡内层也同有电位存在。因此球泡内外产生一电位差，此电位差随外层氢离子浓度的变化而改变。由于电极
4、内部的溶液氢离子浓度不变，所以只要测出此电位差就可知被测溶液的 pH 值。玻璃电极球泡内通过银氯化银电极组成半电池，球泡外通过银氯化银参比电极，组成另一个半电池，二个半电池组成一个完整的化学原电池其电势仅与被测溶液氢离子浓度有关。当一对电极形成的电位差等于零时，被测溶液的 pH 值即为零电位 pH 值。它与玻璃电极内溶液有关。本仪器的零电位为 pH7，因此仅适应配用零电位 pH 值为 7 的玻璃电极。3仪器：本仪器用高输入阻抗集成运算放大器组成的同相直流放大电路，对电极系统的电势进行pH 值转换，以达到精确测量溶液中氢离子浓度的目的。下面介绍本仪器面板上各调节旋纽的作用（插图见下页） 。“温度
5、”调节旋纽是用于补偿由于温度不同时对测量结果产生的影响。因此在进行溶液 pH值测量及 pH 校正时，必须将此旋纽调至该溶液温度值上。在进行电极电位 mV 值测量时，此旋纽无作用。“斜率”调节旋纽是用于补偿电极转换系数。由于实际的电极系统并不能达到理论上转换系数（100%） 。因此，设置此调节旋纽是便于用户用二点校正法对电极系统进行 pH 校正，使仪器能更精确测量溶液 pH 值。由于玻璃电极（零电位 pH 值为 7）和银氯化银电极浸入 pH7 缓冲溶液中时，其电势并不都是象理论上的 0mV，而有一定值，其电位差我们称之为不对称电位。这个值的大小取决于玻璃电极膜材料的性质，内外参比体系、测量溶液和
6、温度等因素。 “定位”调节旋纽就是用于消除电极不对称电位对测量结果所产生的误差。 “斜率” 、 “定位”调节旋纽仅在进行 pH 测量及校正时有作用。“读数”按纽开关：当要读取测量值时，按下此开关。当测量结束时，再按一次此开关，使仪器指针在中间位置，且不受输入信号的影响，以免打坏表针。“选择”开关供用户选定仪器的测量功能。“范围”开关供用户选定仪器的测量范围。四、仪器的使用方法1仪器的安装：仪器电源为 220V 交流市电。仪器的电源插头如与用户规格不符时，用户可以自行调换合适的插头，插头中的接地线绝对不能与其余二根电源线接错。用户在使用此仪器时，请把仪器机箱支架撑好，使仪器与水平面成 30o 角
7、。在未用电极测量前应把配件 Q9 短路插插入电极插口内，这时仪器的量程放在“6” ，按下读数开关调定位纽，使指针指在中间pH7 表明电计工作基本正常。2电极安装：把电极杆装在机箱上，如电极杆不够长可以把接杆旋上。将复合电极插在塑料电极夹上。把此电极夹装在电极杆上，将 Q9 短路插头拔去，复合电极插头插入电极插口内，电极在测量时，请把电极上近电极帽的加液口橡胶管下移使小口外露，以保持电极内 KCl 溶液的液位差。在不用时，橡胶管上移将加液口套住。3 pH 校正：（二点校正方法）由于每支玻璃电极的零电位，转换系数与理论值有差别，而且各不相同。因此，如要进行 pH 值测量，必须要对电极进行 pH 校
8、正，其操作过程如下：（1）开启仪器电源开关。如要精密测量 pH 值，应在开电源开关 30 分钟后进行仪器的校正和测量。将仪器面板上的“选择”开关置“pH ”档， “范围”开关置“6”档， “斜率”旋纽顺时针旋到底（100%处） ， “温度”旋纽置此标准缓冲溶液的温度。（2）用蒸馏水将电极洗净以后，用滤纸吸干。将电极放入盛有 pH7 的标准缓冲溶液的烧杯内，按下“读数”开关，调节“定位”旋纽，使仪器指示值为此溶液温度下的标准pH 值（仪器上的“范围”读数加上表头指示值即为 pH 指示值） ，在标定结束后，放开“读数”开关，使仪器置于准备状态。此时仪器指针在中间位置。（3）把电极从 pH7 的标准
9、缓冲溶液中取出，用蒸馏水冲洗干净，用滤纸吸干。根据你将要测 pH 值的样品溶液是酸性（ pH7）或碱性（pH7）来选择 pH4 或 pH9 的标准缓冲溶液。把电极放入标准缓冲溶液中，把仪器的“范围”置“4”档（此时为 pH4 的，标准缓冲溶液时）或放置“8”档（此时为 pH9 的标准缓冲溶液时） ，按下“读数”开关，调节“斜率”旋纽，使仪器指示值为该标准缓冲溶液在此溶液温度下的 pH 值，然后放开“读数”开关。（4）按（2）条的方法再测 pH7 的标准缓冲溶液，但注意此时应将“斜率”旋纽维持不动，在按（3）条操作后的位置不变。如仪器的指示值与标准缓冲溶液的 pH 误差是符合你将要进行 pH 测
10、量时的精度要求，则可认为此时仪器已校正完毕，可以进行样品测量。若此误差不符合你将要进行 pH 测量时的精度要求，则可调节“定位”旋纽至消除此误差，然后再按（3）条顺序操作。一般经过上述过程，仪器已能进行 pH 值的精确测量了。在一般情况下，两种标准缓冲溶液的温度必须相同，以获得最佳 pH 校正效果。4 样品溶液 pH 值测量：（1）在进行样品溶液的 pH 值测量时，必须先清洗电极，并用滤纸吸干。在仪器已进行 pH 校正以后，绝对不能再旋动 “定位” 、 “斜率”旋纽，否则必须重新进行仪器 pH校正。一般情况下，一天进行一次 pH 校正已能满足常规 pH 测量的精度要求。（2）将仪器的“温度”旋
11、纽旋至被测样品溶液的温度值。将电极放入被测溶液中。仪器的“范围”开关置于此样品溶液的 pH 值档上，按下“读数”开关。如表针打出左面刻度线，则应减少“范围”开关值。如表针打出右面刻度线，则应增加“范围”的开关值。直至表针在刻度上，此时表针所指示的值加上“范围”开关值，即为此样品溶液 pH 值。请注意，表面满刻度值为 2pH，最少分度值为 0.02pH。希望被测样品溶液的温度和用于仪器 pH 校正的标准缓冲溶液的温度相同。这样能减小由于电极而引起的测量误差，提高仪器测量精度。5 电极电位的测量：（1）测量电极插头芯线接“” ，参比电极连接线“+” 。复合电极插头芯线为测量电极，外层为参比电极，在
12、仪器内参比电极接线柱已与电极插口外层相接，不必另连线。如测量电极的极性和插座极性相同时，则仪器的“选择”置“+mV”档。否则，仪器的“选择”置“mV”档。（2）将电极放入被测溶液，按“读数”开关。如仪器的“选择”置“+mV”时，当表针打出右面刻度时，则增加“范围”开关值，反之，则减少“范围”开关值，直至表针在表面刻度上。如仪器的“选择”置“mV”时，当表针打出右面刻度时，减少“范围”开关值。反之，则增加“范围”开关值。（3）将仪器的“范围”开关值，加上表针指示值，其和再乘以 100，即得电极电位值，单位为：mV。电极电位值的极性，当仪器的“选择”开关置“+mV”档，则测量电极极性相同于插座极性
13、，反之，则测量电极极性为“” 。五、仪器的维护及注意事项仪器必须很好维护，以保证仪器的使用寿命和测量精度，仪器全部采用集成电路，仪器的输入阻抗很高，因此在使用和存放仪器时，必须注意以下几条：（1）仪器的输入端（即复合电极插口） ，必须保持清洁，不使用将 Q9 短路插插入，使仪器输入处于短路状态，这样能防止灰尘进入，并能保护仪器不受静电影响。（2）仪器在按下“读数”开关时发现指针打出刻度时，应放开“读数”开关，检查分档开位置及其它调节器是否适当。电极头是否浸入溶液。如在 pH 档时，输入信号近于 pH7 或输入端短路时，分档开关应在“6”档，在 mV 档时，分档开关应在“0”mV。（3）调节“温
14、度”旋纽时勿用力过大，以防止移动紧固螺丝的位置，影响 pH 准确度。（4）当按下读数开关，调节“定位”旋纽达不到标准缓冲溶液的 pH 值是时，即说明电极的不对称电位很大（大于1pH ） ，或被测缓冲溶液 pH 值不正确，应调换电极或溶液试之。用仪器测量缓冲溶液误差较大时，可以用电位差计毫伏值输入到仪器输入端。仪器置mV 档。当电位差计输入 0，100，200，1400mV 时，观测仪器的指示值，分别情况按下面方法调节机箱边的“零点” 、 “+mV”、 “mV”三调节器。注意，仪器出厂时已把此三个调节器调整好了，如没有电位差计，请不要随便旋动此调节器。a.当仪器在输入正负各档 mV 值时，基本上
15、误差都相同，且极性相同（如都差2mV）可调节“零点”调节器，以消除此误差。b.当仪器在输入正负各档 mV 值时，仪器在 0mV输入时误差很小（小于 1mV） 。但仪器的误差随输入信号变化而改变时，则当测“+mV”值时有此误差，可调节“+mV”调节器，测“mV”值时有此误差可调节“mV”调节器，以消除此误差。c.当仪器在输入正负各档 mV 值时，仪器在 0mV 输入时有一定的误差（如 2mV 时） ，且此误差随输入信号的变化而改变时，则可在仪器输入 0mV 时，调“零点”调节器，使仪器指示为 0mV，然后输入1400mV，分别调节“+mV” ， “mV”调节器，使仪器误差达到技术要求即可。经过上
16、述过程调节，仪器一般就能达到规定的技术要求，如仪器在测量过程中仍有误差，则要把仪器送到专设的维修点进行检验维修。pH 玻璃电极在常规情况下只能保存、使用一年。六.电极使用维护及注意事项电极使用维护及注意事项：1电极在测量前必须用已知 pH 值的标准缓冲溶液进行定位校准，为取得更正确的结果，已知 pH 值要可靠，而且其 pH 值愈接近被测值愈好。2取下帽后要注意，在塑料保护栅内的敏感玻璃泡不与硬物接触，任何破损和擦毛都会使电极失效。3测量完毕，不用时应将电极保护帽套上，帽内应放少量补充液，以保持电极球泡的湿润。4复合电极的外参比补充液为 3M 氯化钾溶液（附件有：内装 3M 氯化钾小瓶一只，用户
17、只需加入 60ml 蒸馏水摇匀，此溶液即为外参比补充液） ，补充液可以从上端小孔加入。5电极的引出端，必须保持清洁和干燥，绝对防止输出两端短路，否则将导至测量结果失准或失效。6电极应与输入阻抗较高的酸度计（1012?）配套，能使电极保持良好的特性。7电极避免长期浸在蒸馏水中或蛋白质和酸性氟化物溶液中，并防止有机硅油脂接触。8电极经长期使用后，如发现梯度略有降低，则可把电极下端浸泡在内 4%HF（氢氟酸）中 3-5 秒钟，用蒸馏水洗净，然后在氯化钾溶液中浸泡，使之复新。9 被测溶液中如含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物质，而使电极钝化，其现象是敏感梯度降低，或读数不准。如此，则应根据污染物质的性
18、质，以适当溶液清洗，使之复新。注：选用清洗剂时，如能溶解聚碳酸树脂的清洗液，如四氯化碳，三氯乙烯，四氢呋喃等，则可把聚碳酸树脂溶解后，涂在敏感玻璃球泡上，而使电极失效，请慎用！污染物质和清洗请看下表，供参考。 污染物 清洗剂 无机金属氧化物 低于 1M 稀酸 有机油脂类物 稀洗涤剂（弱碱性） 树脂高分子物质 酒精、丙酮、乙醚 蛋白质血球沉淀物 酸性酶溶液（如食母生片） 颜料类物质 稀漂白液，过氧化氢 附录 1：缓冲溶液的配制（1）pH4 溶液：用 GR 邻苯二甲酸 KHC3H4O410.21 克，溶解于 1000CC 的蒸馏水中。（2）pH6.86 溶液：用 GR 磷酸二氢钾 KH2PO43.
19、4 克，GR 磷酸氢二钠 NHPO3.55 克，溶解于 1000CC 蒸馏水中。（3） pH9.20 溶液：用 GR 硼砂钠 Na2B4O7，10H2O3.81 克，溶解于 1000CC 蒸馏水中。附录 2：缓冲溶液的 pH 值与温度关系对照表液温度 磷苯二甲酸盐中 性 磷 酸 盐硼 酸 盐 54.016.959.39104.006.929.33154.006.909.27204.016.889.22254.016.869.18304.026.859.14354.036.849.10404.046.849.07454.056.839.04504.066.839.01554.086.848.99604.106.848.96 参考资料：
