化工產品影響pH值檢測結果的因素探究

曹亮

(泰州市產品質量監督檢驗所, 江蘇 泰州 225300)

1 引言

pH值是溶液中氫離子活度的一種標度，但由于檢測工具及方法多種多樣、化工產品本身的性質具備差異性等原因，化工產品的pH值檢測易出現不穩或誤差較大的情況，本文對此問題進行了探究，列舉出影響化工產品pH值檢測結果的各項因素，并對此提出建議。

2 pH值檢測概述

2.1 pH值簡介

pH值是溶液中氫離子活度的一種標度，又稱氫離子濃度指數、酸堿值。在25℃、298K左右的環境下，pH值越低，表示溶液酸性越強；越高，表示溶液堿性越強。當pH小于7時，溶液呈酸性；當pH大于7時，溶液呈堿性；當pH等于7時，溶液呈中性。

2.2 pH值檢測方法

2.2.1 pH計

pH計是一種高智能化的在線連續監測儀器，由參比電極、玻璃電極及電流計組成。其中，玻璃電極作為指示電極，飽和甘汞電極作為參比電極。也可配上純水和超純水電極，適用于測量電導率小于3μs/cm的水質的pH值。PH計廣泛應用于工業、農業、醫藥、食品和環保等領域，是測試精度較高的儀器。

2.2.2 pH試紙

pH試紙是檢驗溶液酸堿度的尺子，也稱為石蕊試紙。使用時，撕下一條，放在表面皿中，用一支干燥的玻璃棒從玻璃容器中蘸取一滴溶液，根據其顏色變化可得出溶液的酸堿性。pH試紙可分0.2級、0.1級、0.01級或更高精度。

一般來說，化工產品的pH值檢測使用pH計較多，其測量精確度要高于石蕊試紙；石蕊試紙在酸堿性的檢測上較為方便，但其酸堿度誤差較大。

3 影響化工產品pH值檢測結果的因素

3.1 待測樣品所用純水的影響

根據檢測標準，待測樣品用純水配制成1%或其他濃度的水溶液。pH測的是氫離子的活度，非氫離子的濃度。pH的計算方法如下：

其中，f為H+的活度系數； H+的活度系數由溶液中所有離子的總強度決定，而不只是依賴于被測離子的強度。只有在理論純水中，活度系數才為1,但只要有其它離子出現，活度系數就會改變，隨之pH值就會發生變化。即pH受溶液中總的離子強度的影響，改變了總的離子強度就改變了pH值。

不僅如此，純水也易受周圍空氣的影響。純水在存放過程中接觸空氣中的二氧化碳，導致純水形成碳酸，呈弱酸性，其pH值會有所降低。

3.2 待測樣品溫度的影響

雖然pH測量儀具備溫度補償功能，但也會由于溫度的原因造成測量誤差。

根據pH值的測量原理，測量溶液的pH值可用下式表示：

式中：pH表示待測溶液的pH值，pHs表示選取的標定液的pH值，E表示待測溶液中玻璃電極與參比電極之間的電位差，Es表示標定液中玻璃電極與參比電極之間的電位差，F為法拉第常數，R為氣體常數。

從式中可見，待測溶液的pH值在系數F/(2.3026RT))和E值兩個方面受到溫度的影響。由此可知，儀器的溫度補償只是對系數F/(2.3026RT)和參比電極隨溫度的變化進行調節，無法調節待測溶液本身pH值隨溫度的變化。而pH值控制指標是環境為25度時的pH值，在偏離25度時pH測量儀測量出的pH值并非準確值，不能作為準確的控制值。

3.3 待測溶液攪拌方式的影響

常規的pH計和pH試紙檢測方法均適用于水溶液的酸堿度的測定。對于許多粉末狀顆粒的化工產品，按照其執行標準，配制成水溶液測試其pH值，而溶液的溶解程度會影響氫離子的活度系數，從而導致待測溶液的攪拌和溶解過程會影響其pH值的檢測結果。通常情況下，新鮮配制好的溶液pH較低，隨著樣品的溶解程度提高，pH值也會升高，而當產品攪拌后完全溶解后，pH值會逐漸接近穩定。而手工攪拌、磁力攪拌和攪拌槳攪拌等攪拌方式會影響溶解的程度。因此，測量標準中應明確攪拌溶解的時間以及攪拌方式，以此來保證數據的正確性，避免檢測結果出現誤差。

3.4 操作是否恰當的影響

化工產品的pH值指標是根據現場生產的需要而確定的，其檢測數據的精度要求不同，0.1-1均有可能。若選用pH試紙則只能精確到1，而選用pH計和精密試紙則能精確到0.1和0.5。如果標準中要求精確到1，則應選用廣泛pH試紙進行測量，簡便而且快捷。若選用其他，因其所測的數據帶有不必要的精度要求，會增加數據判定的難度。因此，標準在制定的過程中應當充分考慮實驗方法與pH指標精度的匹配，以免給檢測工作帶來不必要的判定誤差。

4 結論及建議

在實際檢測工作中，由于化工產品種類多，成分復雜，pH值的檢測數據受許多外來因素的影響，導致常出現檢測數據不穩等問題。這些因素中，有人為的，有其測量原理本身所固有的。針對以上所提出的影響化工產品pH值測量的因素，本文提出以下建議：

（1）保證配制待測樣品用純水的純度，避免長期暴露于空氣中或靜置，也可采用新煮沸冷卻的的方式來降低二氧化碳的濃度，即將純水煮沸冷卻后再用來配制檢測溶液 ；

（2）解決溫度對pH值測量影響的措施是嚴格控制測量水樣的溫度在25度左右；

（3）攪拌時間以及攪拌方式要確立標準，嚴格控制；

（4）針對不同的要求選取不同的測量儀器，并對測量人員進行嚴格培訓與監督，保證測量過程中人工誤差降低至最低。

[1]曹杰玉,陳新超.發電廠純水pH值測量應注意的幾個問題［J］. 熱力發電，2004(05)：62~63.

[2]薛青林.影響超純水pH測量準確度的因素及對策［J］.科技與生活，2012(07)：36~37.