酸度/氧化还原(pH /ORP)
水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值,表示为:
pH =-lg[H+]
pH值有时也称氢离子指数,由于氢离子活度的数值往往很小,在应用上很不方便,所以就用pH值这一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指标。而且,氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小,这样应用起来就十分方便,并由此得到:
(1)中性水溶液,[H+] =[OH-]=1×10-7M,pH=--lg[H+]=-1g 10-7=7
(2)酸性水溶液,[H+]> [OH-] , [H+]>1×10-7M ,pH<7,pH值越小,表示酸性越强;
(3)碱性水溶液,[H+]< [OH-] , [H+]< 1×10-7M,pH>7,pH值越大,表示碱性越强。
酸 中性 碱
pH值←0————7———–14→
测定pH值的***的方法是使用酸度计(pH计)。
ORP表示溶液的氧化还原电位,ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mV。一般现在的pH计都复合ORP测试功能。
酸度计就是可以测量pH值的仪表;如果配合ORP复合电极就可测试氧化还原电位。
酸度计简称pH计,由电极和仪表两部分组成。使用中若能够合理维护电极、按要求配制标准缓冲液和正确操作仪表,可大大减小pH示值误差,从而提高化学实验、医学检验数据的可靠性。
一、 正确使用与保养电极
若电极使用前,储藏在干燥条件下,使用前必须用3.3MKCL电极浸泡液(250毫升pH4.00的缓冲溶液中加入56克KCL)浸泡12小时,否则无法校正。
1. 电极不用时应将电极球泡放入电极浸泡液中,以防止电极失去活性,无法测量。
2. 电极应避免长期浸在蒸馏水中,以防止电极中毒失去活性。
3. 每支电极在与酸度计配合使用时都必须校正,pH电极校正时用两点或三点校正,可用6.86、4.00、9.18pH/7.00、4.01、10.01pH或其他组缓冲溶液进行校正。
4. 电极使用时应定期校正、清洗、检查,校正、清洗的周期取决于不同的应用条件(应用场合的污浊程度、化学物质的沉积等),一般条件下两周校正一次。
5. pH电极长期使用后会出现斜率下降、反应迟钝等现象,可用4%的HF浸泡电极3~4秒钟,再用电极浸泡液浸泡12小时使其恢复性能。
6. 玻璃球泡污染或液接界堵塞也会使电极钝化,此时应根据污染物质的性质用适当溶液清洗,详见下表(供参考)
污染物 清洁剂
无机金属氧化物 低于1M稀酸
有机油脂类物 稀洗涤剂(弱减性)
树脂高分子物质 稀酒精、丙酮、乙醚(塑料外壳电极不能使用)
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
电极在以上方法处理后都要用纯水清洗,再浸泡在3.3MKCL电极浸泡液12小时。
7. ORP测量电极的传感器部分是铂(Pt)或金(Au),长期使用后其表面受污染会导致测量不准和响应慢,此时可用下列方法进行清洗:
无机物污染 低于1M稀酸
有机油脂类物 稀洗涤剂(弱减性)
铂或金表面形成氧化膜 可用橡皮或800目以上水砂纸进行抛光
电极在以上方法处理后都要用纯水清洗,再浸泡在3.3MKCL电极浸泡液12小时。
二、pH计的正确校准
pH计因仪表设计的不同而类型很多,其操作步骤各有不同,因而pH计的操作应严格按照其使用说明书正确进行。在具体操作中,校准是pH计使用操作中的一重要步骤。尽管pH计种类很多,但其校准方法均采用一点、两点或三点校准;
校准工作结束后,对使用频繁的pH计一般在48小时内(工业仪表在1个月内)仪器不需再次定标。如遇到下列情况之一,仪器则需要重新标定:
1.溶液温度与定标温度有较大的差异时.
2.电极在空气中暴露过久,如半小时以上时.
3.测量过酸(pH<2=或过碱(pH>12)的溶液后;
4.换过电极后;
三、当pH计配合ORP电极测量ORP值时无须校正可直接使用,只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可配置ORP标准液测试其mV值,以判断ORP电极的好坏。
ORP标准液的配制
在100ml pH7.00的缓冲溶液中加入1克的醌氢醌,充分溶解后即可使用,其值是86mV(25℃).
其应用场合:造纸-生产过程/废水处理;化工炼油-生产过程/废水处理;水厂和污水厂-废水处理;冶金和采矿-生产过程/废水处理;医药行业-生物反应和发酵/废水处理;食品和饮料-生产过程/废水处理;电厂-水处理;半导体-生产过程/废水处理/高纯水生产。