電極法測定污水中pH的方法驗證報告

習(xí)蘇蕓 黃河笑 李顯芳 萬巧玲 張繼蓉 國家城市供水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)重慶監(jiān)測站

當(dāng)污水的pH值超過6~9范圍時，對污水的物理、化學(xué)及生物反應(yīng)會產(chǎn)生不利影響。當(dāng)污水的pH值低于6時，會腐蝕污水處理設(shè)備。在污水中pH值也作為污染或一些其它環(huán)境因素的判斷的指標(biāo)之一。在水質(zhì)檢測過程中，pH值的改變對其他檢測項目[1-3]也會產(chǎn)生影響。因此pH值作為污水性質(zhì)檢測的重要指標(biāo)，在日常的污水化驗項目中，pH值是作 為一個常規(guī)性的化驗進(jìn)行的。

一、實驗部分

（一）實驗原理

pH值由測量電池的電動勢而得。該電池通常由參比電極和氫離子指示電極組成。溶液每變化1個pH單位，在同一溫度下電位差的改變是常數(shù)，據(jù)此在儀器上直接以pH的讀數(shù)表示。

（二）藥品試劑

實驗用水：新制備的去除二氧化碳的蒸餾水。將水注入燒杯中，煮沸10min，加蓋放置冷卻。臨用現(xiàn)制。

標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液Ⅰ：c（C8H5KO4）=0.05 mol/L，pH=4.00（25℃）。取鄰苯二甲酸氫鉀（中國計量科學(xué)研究院GBW（E）130070（160519））瓶裝標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溶于實驗用水中，轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中并定容至標(biāo)線。標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液Ⅱ：c（Na2HPO4）=0.025mol/L，c（KH2PO4）=0.025mol/L，pH=6.86（25℃）。取混合磷酸鹽（中國計量科學(xué)研究院GBW（E）130071（151001））瓶裝標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溶于實驗用水中，轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中并定容至標(biāo)線。標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液Ⅲ：c（Na2B4O7）=0.01mol/L，pH=9.18（25 ℃）。取硼砂（中國計量科學(xué)研究院GBW（E）130072（150701））瓶裝標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溶于水實驗用水中，轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中并定容至標(biāo)線，在聚乙烯瓶中密封保存。

pH B-廣泛試紙（上海三愛思試劑有限公司）。

（三）儀器設(shè)備及工作條件

酸度計：精度為0.01個pH 單位，具有溫度補償功能，pH 值測定范圍為0~14。電極：復(fù)合pH 電極。溫度計：0℃~100℃。磁力攪拌器。

二、分析步驟

（一）測定前準(zhǔn)備

按照使用說明書對電極進(jìn)行活化和維護(hù)，確認(rèn)儀器正常工作。現(xiàn)場測定應(yīng)了解現(xiàn)場環(huán)境條件以及樣品的來源和性質(zhì)，初步判斷是否存在強酸堿、高電解質(zhì)、低電解質(zhì)、高氟化物等干擾，并進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備。

（二）儀器校準(zhǔn)

1.校準(zhǔn)溶液

使用pH 廣泛試紙粗測樣品的pH 值，根據(jù)樣品的pH 值大小選擇兩種合適的校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH 值相差約3個pH 單位。樣品pH值盡量在兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH值范圍之間，若超出范圍，樣品pH值至少與其中一個標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH 值之差不超過2個pH單位。

2.溫度補償

手動溫度補償?shù)膬x器，將標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的溫度調(diào)節(jié)至與樣品的實際溫度相一致，用溫度計測量并記錄溫度。校準(zhǔn)時，將酸度計的溫度補償旋鈕調(diào)至該溫度上。帶有自動溫度補償功能的儀器，無須將標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液與樣品保持同一溫度，按照儀器說明書進(jìn)行操作。

3.校準(zhǔn)方法

采用兩點校準(zhǔn)法，按照儀器說明書選擇校準(zhǔn)模式，先用中性（或弱酸、弱堿）標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，再用酸性或堿性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)。

a）將電極浸入第一個標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，緩慢水平攪拌，避免產(chǎn)生氣泡，待讀數(shù)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)儀器示值與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值一致。

b）用蒸餾水沖洗電極并用濾紙邊緣吸去電極表面水分，將電極浸入第二個標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，緩慢水平攪拌，避免產(chǎn)生氣泡，待讀數(shù)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)儀器示值與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值一致。

c）重復(fù)a）操作，待讀數(shù)穩(wěn)定后，儀器的示值與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值之差應(yīng)≤0.05 個pH 單位，否則重復(fù)步驟a）和b），直至合格。

（三）樣品測定

用蒸餾水沖洗電極并用濾紙邊緣吸去電極表面水分，現(xiàn)場測定時根據(jù)使用的儀器取適量樣品或直接測定；實驗室測定時將樣品沿杯壁倒入燒杯中，立即將電極浸入樣品中，緩慢水平攪拌，避免產(chǎn)生氣泡。待讀數(shù)穩(wěn)定后記下pH值。具有自動讀數(shù)功能的儀器可直接讀取數(shù)據(jù)。每個樣品測定后用蒸餾水沖洗電極。

三、結(jié)果

（一）結(jié)果表示

測定結(jié)果保留小數(shù)點后1位，并注明樣品測定時的溫度。當(dāng)測量結(jié)果超出測量范圍（0~14）時，以“強酸，超出測量范圍”或“強堿，超出測量范圍”報出。

（二）精密度

1.重復(fù)性：取經(jīng)中國計量科學(xué)研究院檢定合格的瓶裝pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置成pH為4.00（25℃）標(biāo)液分別檢測6次，記錄檢測值（見表1）。

表1 重復(fù)性實驗結(jié)果（25℃）

2.再現(xiàn)性：由不同檢測員、不同時間，取經(jīng)中國計量科學(xué)研究院檢定合格的瓶裝pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置成pH為6.86（25℃）標(biāo)液分別檢測6次，記錄檢測值（見表2）。

表2 再現(xiàn)性實驗結(jié)果（25℃）

由表1和表2可知，重復(fù)性和再現(xiàn)性實驗結(jié)果極差均小于0.1，本次精密度檢測結(jié)果符合技術(shù)要求，結(jié)果滿意。

（三）準(zhǔn)確度

對pH值分別為4.13±0.05、7.37±0.06、9.05±0.05的3種統(tǒng)一有證標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了方法準(zhǔn)確度實驗，分析結(jié)果見表3。

表3 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測試結(jié)果（25℃）

由表3知，有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測試結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值控制范圍內(nèi)，結(jié)果滿意。

（四）實際樣品的檢測

按照本方法對連續(xù)三天實際樣品的pH進(jìn)行測定，有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（202185）真值范圍7.37±0.06，測定的結(jié)果見表4。

表4 連續(xù)三天實際樣品pH值的檢測結(jié)果

四、結(jié)論

本實驗室用《水質(zhì) pH值的測定 電極法》HJ 1147-2020電極法測定水質(zhì)中的pH值，精密度檢測結(jié)果符合技術(shù)要求，準(zhǔn)確度在有證標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度準(zhǔn)確度范圍內(nèi)。試驗結(jié)果均滿足《水質(zhì) pH值的測定 電極法》HJ 1147-2020方法要求，測定結(jié)果是滿意的。

綜上所述，本實驗室條件可以滿足此方法測定pH值的條件。