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pH计玻璃电极的选择

1. 在选择电极时,要使所选电极的内阻与酸度计的输入阻抗相匹配。玻璃电极的内阻很大,从几十兆欧到上千兆欧都有,电极在与它们配套使用时若互相不匹配,将会产生误差。酸度计与电极的关系可用下图表示:：

其中,E_i是电极产生的电动势,r是电极内阻,E_AB是酸度计实际测到的电势,R是酸度计的输入电阻。从式(1)中可以看出E_AB不等于E_i,因为r不等于零,R也不可能无穷大。故E_i和E_AB之间必然存在误差,这个误差越小测量结果越准确。国家检定规程JJG-84中**项第5条对由此引起的示值误差作了明确规定:对0.2级～0.01级酸度计输入阻抗引起的示值误差小于±0.01pH;对0.001级酸度计则小于±0.001pH。该项检定方法如下(详见JJG-84规程中第16条规定):25℃时(K=59.16mV),在未接高阻(r=0)和接入高阻(r取1000(MΩ)情况下从电位差计向电计分别输入354.942mV,分别记下电计示值pH₁和pH₂,则输入阻抗引起的误差ΔpH (1/2) (pH₁-pH₂)。不同电极的电阻r是不同的,实际工作中若R/r>1×10³,Ei取3541942mV,根据式(1),则E_AB=354.987mV,ΔE=E_i-E_AB=0.355mV,于是ΔpH=ΔE/K=0.003pH,可以看出0.003pH满足0.2级～0.01级酸度计误差要求。同样道理对于0.001级酸度计可以计算出R/r要大于3×10³才能满足规程要求。对于绝大多数用户来说由于实验要求不高,一般所用酸度计为0.2级～0.01级,所以选择电极时使酸度计输入阻抗比电极内阻大1000倍就可以了。而对个别使用0.001级酸度计的用户来说,选电极时必须使酸度计输入阻抗比电极内阻大约3000倍。
2. 各种电极的测量范围不尽相同。电极从测量范围上可分两大类,一类玻璃电极,它们的测量范围一般在1～9pH之间,有的可达0～10pH,这类电极在测pH>9或pH<1的溶液时,测量值会比实际值偏小或偏大,这种误差我们称碱误差或酸误差。另一类是能够抗��或抗碱的电极,它们的测量范围可扩展为0～14pH,已基本消除了碱误差和酸误差,所以在选择电极的时候,若被测液的pH范围在0～9pH之间,上面两类电极均可以选用,若被测液的pH>9或pH<1,只能选择能抗酸和抗碱的电极。
3. 各种电极的适用温度范围是不同的,它们在使用中都有温度上限值和温度下限值。所以在高温下工作要选用高温电极,在低温下工作要选用低温电极。这些电极不能随便换用,这是由于电极的内阻与温度呈负指数关系,大约每下降20℃,电极内阻会增长10倍,在低温情况下若使用高温电极,则会因电极内阻过大而产生附加误差。在高温情况下若选用低温电极,虽然电极内阻很小,但其抗侵蚀性能下降,从而会减少电极使用寿命,甚至会损坏电极本身。
4. 所选电极的零电位值必须与酸度计的等电位pH值相一致。电极的零电位是指测量电池电动势为零时的pH值,目前电极的零电位值常用的有2±1pH值、7±1pH值两种,它们与不同型号的酸度计配合使用。酸度计的等电位pH值由酸度计定位调节器调节,并在一定范围内可调(3～7pH范围内不等),不同型号的酸度计其等电位值是不同的,一般有2±3pH和7±3pH左右和连续可调三类。零电位是2±1pH的电极只能和等电位是2±3pH的酸度计配套使用,零电位是7±1pH的电极只能和等电位是7±3pH的酸度计配套使用。
5. 进行电极外观检查,看看电极有无内溶液,内溶液够不够,内溶液是否干净透明,电极球泡表面有无裂纹和斑点等。
6. 电极的插头要与酸度计的接插件相配套。如果所选的电极只能满足上面五个条件,而插头却无法与酸度计相配套,可以自己更换电极插头,但必须在保证其绝缘电阻的情况下进行。
只要把握好上面几条,相信大家一定可以选择到满意的电极。

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