酸度計簡介及其檢定過程中的注意事項

李海霞

酸度計是一種電化學分析儀器，主要用來測量水溶液的pH值，是化學實驗室中最常見的儀器之一，被廣泛應用于工業、農業、環保、醫學等領域。近年來，隨著科技水平的不斷提高，酸度計的型號和種類不斷更新，規格和精度等級也有了相應提升，這些變化給酸度計計量檢定帶來了一定的困難，在計量檢定過程中經常會遇到一些需要注意的問題。本文針對酸度計計量檢定過程中所遇到的問題提出一些處理方法。

1 酸度計的結構

酸度計包括電極和電計兩部分。電極包括指示電極和參比電極。常用的指示電極有玻璃電極、氫醌電極和銻電極等；參比電極有甘汞電極、氯化銀電極等。近年來，所出產的儀器多選用復合電極(一般由玻璃電極和甘汞電極組合而成)。電計部分包括“定位”旋鈕、“斜率”旋鈕、“溫度補償”旋鈕、“功能”選擇開關等調節旋鈕，這些調節旋鈕都設置在儀器面板上。“定位”鈕用于消除電極不對稱電位對測量結果產生的誤差。“斜率”鈕用于補償電極轉換系數。因為在實際應用中電極系數并不能達到理論上的轉換系數（100%），所以設置此調節旋鈕便于操作者用兩點校正法對電極系統進行pH值校正，使儀器更精確地測量溶液的pH值。“定位”鈕和“斜率”鈕僅在進行pH值測量及校正時使用。“溫度補償”旋鈕用于補償由于溶液溫度不同對測量結果產生的影響，在進行溶液pH值測量及校正時，必須將此旋鈕調至與被測溶液相同的溫度上。“功能選擇”開關供用戶選定儀器的測量功能。

2 酸度計的基本原理

酸度計是應用“電位法”來測量溶液pH值的。電位分析法所選用的電極被稱為原電池。原電池系統由指示電極、參比電極和被測溶液3部分組成，作用是使化學反應能量轉成為電能，此電池的電壓被稱為電動勢。此電動勢由兩個半電池構成。其中一個半電池稱作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關，如H+；另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是與測量溶液相通，并且與測量儀表相連。當一個對氫離子可逆的指示電極和一個參比電極同時浸在同一溶液中時，就產生一個電動勢，其大小與溶液的氫離子活度有關，而與其他離子的存在關系很小。因此，通過對電池電動勢的測定，即可確定溶液的酸度。以玻璃電極作為H+離子指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，使用酸度計測量電池的電動勢，可以直接顯示溶液的pH值。

3 酸度計計量檢定過程中經常遇到的問題

3.1 酸度計種類繁多 且型號規格各不相同

目前，國內廠家生產的常見的指針式酸度計有PHS-25型、PHS-3C型等；常見的數字式酸度計有PHS-4D型、PHSJ-4A型、袖珍式PHB-4型等。國外廠家生產的酸度計多為數字式酸度計，例如賽多利斯公司的PB-10型、梅特勒公司的320型、HANNA公司的HI9025型等。對這些不同型號的酸度計計量均有不同的操作程序。

3.2 不同類型的酸度計的使用方法不同

酸度計的使用方法各不相同，比如說有的酸度計需要單點校準，有的需要兩點校準，有的則需要多點校準。在計量檢定時，必須熟練掌握被檢酸度計的正確使用方法，才能確保對其進行準確的檢定。

3.3 酸度計的接口與檢定儀連接有時不匹配

一般酸度計檢定儀提供3種類型接口的輸出連接線，但是即便這樣，有時仍會出現接口不匹配的情況。如美國HANNA公司的酸度計電極接口與酸度計檢定儀電極線不匹配，袖珍式酸度計的接口較小也無法與酸度計檢定儀相連進行檢定。

3.4 酸度計的級別各不相同，相應的計量性能要求不同

比如對0.01級的酸度計必須滿足以下條件：電計示值誤差要求在±0.01pH以內，輸入電流不大于1×10-12A，輸入阻抗引起的誤差要求在±0.01pH以內，溫度補償器引起的誤差要求在±0.01pH以內，電計示值重復性要求在0.01pH以內；而對于0.001級的酸度計必須滿足以下條件：電計示值誤差要求在±0.002pH以內，輸入電流不大于1×10-12A，輸入阻抗引起的誤差要求在±0.001pH以內，溫度補償器引起的誤差要求在±0.001pH以內，電計示值重復性要求在0.001pH以內。

3.5 酸度計的級別與誤差判斷問題

指針式酸度計誤差應不大于最小分度值(級別)的一半，而數字式酸度計應在最小分度值(級別)以內。但也有特殊情況,如PHSJ-4A型酸度計,它的最高分辨率為0.001pH，其級別是否是0.001級有待于探討，而其使用說明書的技術性能中精度是在0.005pH以內，則其誤差不可能在最小分度值以內。

4 酸度計常見問題的處理方法

由于酸度計的種類、型號繁多，應注意收集各種型號酸度計的使用說明書，以方便查閱。了解酸度計的級別及量程，并以此設置計量參數。PCH-1B型智能酸度計檢定儀提供3條輸出連接線，一般可根據被檢酸度計的輸入插口選擇連接線，袖珍式酸度計的接口較小，需另外根據接口大小，自制一條連接線。在檢定酸度計時，先要將酸度計校準好，使它處于pH測量模式，選擇量程，然后再設置計量參數。如對pHS-3C型酸度計進行計量檢定時，應先選取該酸度計校準點4.00pH、6.86pH、9.18pH中的任意2點，用PHC-1B型智能酸度計檢定儀輸出該兩種標準溶液的pH值信號，對酸度計進行標定。然后根據該酸度計的等電位點為7pH，精確度為±0.01pH，分辨率為 0.01pH、量程范圍（0.00～14.00）pH，來設置計量參數為：等電位點7pH，檢定間隔點1pH，誤差限0.01pH等，再進行計量檢定。在用PCH-1B型智能酸度計檢定儀對酸度計進行計量時需設定檢定點間隔、等電勢值、被檢儀器準確度(根據被檢儀器說明書)、溫度補償值、重復測定次數等等。對于指針式儀器，在 pH（7～8）或（7～6）范圍內應每隔0.2pH間隔檢定一點，在其他范圍內應每隔1pH間隔檢定一點。對數顯式酸度計，在全量程范圍內每隔1pH間隔檢定一點。在計量輸入阻抗引起的示值誤差項目時，需根據酸度計的量程設定輸入pH值。一般為6pH，窄量程為3pH。

檢定校準。目前，檢定逐步向校準靠攏，客戶有時也希望檢驗機構出具校準證書。在校準證書中，前面的檢測項目可為客戶提供具體數值，不判定合格與否，但應在證書中給出一些評價（如對電極的評價），便于客戶自己認定。

總之，酸度計種類繁多，型號規格各不相同，不同型號的酸度計使用方法不同。我們在計量檢定過程中要細心來區分這些不同，熟練掌握各種型號儀器的使用方法，而不是簡單地認為酸度計的計量檢定工作是千篇一律的重復性工作。

[1]劉洪范.化學實驗基礎[M].濟南:山東科學技術出版社，1993.

[2]JJG 119-2005實驗室pH（酸度）計計量檢定規程[S].

[3]王慧珠.酸度計的檢定校準方法[J].計量與測試技術，2006（33）.