酸度计简介及其检定过程中的注意事项

李海霞

酸度计是一种电化学分析仪器，主要用来测量水溶液的pH值，是化学实验室中最常见的仪器之一，被广泛应用于工业、农业、环保、医学等领域。近年来，随着科技水平的不断提高，酸度计的型号和种类不断更新，规格和精度等级也有了相应提升，这些变化给酸度计计量检定带来了一定的困难，在计量检定过程中经常会遇到一些需要注意的问题。本文针对酸度计计量检定过程中所遇到的问题提出一些处理方法。

1 酸度计的结构

酸度计包括电极和电计两部分。电极包括指示电极和参比电极。常用的指示电极有玻璃电极、氢醌电极和锑电极等；参比电极有甘汞电极、氯化银电极等。近年来，所出产的仪器多选用复合电极(一般由玻璃电极和甘汞电极组合而成)。电计部分包括“定位”旋钮、“斜率”旋钮、“温度补偿”旋钮、“功能”选择开关等调节旋钮，这些调节旋钮都设置在仪器面板上。“定位”钮用于消除电极不对称电位对测量结果产生的误差。“斜率”钮用于补偿电极转换系数。因为在实际应用中电极系数并不能达到理论上的转换系数（100%），所以设置此调节旋钮便于操作者用两点校正法对电极系统进行pH值校正，使仪器更精确地测量溶液的pH值。“定位”钮和“斜率”钮仅在进行pH值测量及校正时使用。“温度补偿”旋钮用于补偿由于溶液温度不同对测量结果产生的影响，在进行溶液pH值测量及校正时，必须将此旋钮调至与被测溶液相同的温度上。“功能选择”开关供用户选定仪器的测量功能。

2 酸度计的基本原理

酸度计是应用“电位法”来测量溶液pH值的。电位分析法所选用的电极被称为原电池。原电池系统由指示电极、参比电极和被测溶液3部分组成，作用是使化学反应能量转成为电能，此电池的电压被称为电动势。此电动势由两个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关，如H+；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是与测量溶液相通，并且与测量仪表相连。当一个对氢离子可逆的指示电极和一个参比电极同时浸在同一溶液中时，就产生一个电动势，其大小与溶液的氢离子活度有关，而与其他离子的存在关系很小。因此，通过对电池电动势的测定，即可确定溶液的酸度。以玻璃电极作为H+离子指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，使用酸度计测量电池的电动势，可以直接显示溶液的pH值。

3 酸度计计量检定过程中经常遇到的问题

3.1 酸度计种类繁多 且型号规格各不相同

目前，国内厂家生产的常见的指针式酸度计有PHS-25型、PHS-3C型等；常见的数字式酸度计有PHS-4D型、PHSJ-4A型、袖珍式PHB-4型等。国外厂家生产的酸度计多为数字式酸度计，例如赛多利斯公司的PB-10型、梅特勒公司的320型、HANNA公司的HI9025型等。对这些不同型号的酸度计计量均有不同的操作程序。

3.2 不同类型的酸度计的使用方法不同

酸度计的使用方法各不相同，比如说有的酸度计需要单点校准，有的需要两点校准，有的则需要多点校准。在计量检定时，必须熟练掌握被检酸度计的正确使用方法，才能确保对其进行准确的检定。

3.3 酸度计的接口与检定仪连接有时不匹配

一般酸度计检定仪提供3种类型接口的输出连接线，但是即便这样，有时仍会出现接口不匹配的情况。如美国HANNA公司的酸度计电极接口与酸度计检定仪电极线不匹配，袖珍式酸度计的接口较小也无法与酸度计检定仪相连进行检定。

3.4 酸度计的级别各不相同，相应的计量性能要求不同

比如对0.01级的酸度计必须满足以下条件：电计示值误差要求在±0.01pH以内，输入电流不大于1×10-12A，输入阻抗引起的误差要求在±0.01pH以内，温度补偿器引起的误差要求在±0.01pH以内，电计示值重复性要求在0.01pH以内；而对于0.001级的酸度计必须满足以下条件：电计示值误差要求在±0.002pH以内，输入电流不大于1×10-12A，输入阻抗引起的误差要求在±0.001pH以内，温度补偿器引起的误差要求在±0.001pH以内，电计示值重复性要求在0.001pH以内。

3.5 酸度计的级别与误差判断问题

指针式酸度计误差应不大于最小分度值(级别)的一半，而数字式酸度计应在最小分度值(级别)以内。但也有特殊情况,如PHSJ-4A型酸度计,它的最高分辨率为0.001pH，其级别是否是0.001级有待于探讨，而其使用说明书的技术性能中精度是在0.005pH以内，则其误差不可能在最小分度值以内。

4 酸度计常见问题的处理方法

由于酸度计的种类、型号繁多，应注意收集各种型号酸度计的使用说明书，以方便查阅。了解酸度计的级别及量程，并以此设置计量参数。PCH-1B型智能酸度计检定仪提供3条输出连接线，一般可根据被检酸度计的输入插口选择连接线，袖珍式酸度计的接口较小，需另外根据接口大小，自制一条连接线。在检定酸度计时，先要将酸度计校准好，使它处于pH测量模式，选择量程，然后再设置计量参数。如对pHS-3C型酸度计进行计量检定时，应先选取该酸度计校准点4.00pH、6.86pH、9.18pH中的任意2点，用PHC-1B型智能酸度计检定仪输出该两种标准溶液的pH值信号，对酸度计进行标定。然后根据该酸度计的等电位点为7pH，精确度为±0.01pH，分辨率为 0.01pH、量程范围（0.00～14.00）pH，来设置计量参数为：等电位点7pH，检定间隔点1pH，误差限0.01pH等，再进行计量检定。在用PCH-1B型智能酸度计检定仪对酸度计进行计量时需设定检定点间隔、等电势值、被检仪器准确度(根据被检仪器说明书)、温度补偿值、重复测定次数等等。对于指针式仪器，在 pH（7～8）或（7～6）范围内应每隔0.2pH间隔检定一点，在其他范围内应每隔1pH间隔检定一点。对数显式酸度计，在全量程范围内每隔1pH间隔检定一点。在计量输入阻抗引起的示值误差项目时，需根据酸度计的量程设定输入pH值。一般为6pH，窄量程为3pH。

检定校准。目前，检定逐步向校准靠拢，客户有时也希望检验机构出具校准证书。在校准证书中，前面的检测项目可为客户提供具体数值，不判定合格与否，但应在证书中给出一些评价（如对电极的评价），便于客户自己认定。

总之，酸度计种类繁多，型号规格各不相同，不同型号的酸度计使用方法不同。我们在计量检定过程中要细心来区分这些不同，熟练掌握各种型号仪器的使用方法，而不是简单地认为酸度计的计量检定工作是千篇一律的重复性工作。

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