化工产品影响pH值检测结果的因素探究

曹亮

(泰州市产品质量监督检验所, 江苏 泰州 225300)

1 引言

pH值是溶液中氢离子活度的一种标度，但由于检测工具及方法多种多样、化工产品本身的性质具备差异性等原因，化工产品的pH值检测易出现不稳或误差较大的情况，本文对此问题进行了探究，列举出影响化工产品pH值检测结果的各项因素，并对此提出建议。

2 pH值检测概述

2.1 pH值简介

pH值是溶液中氢离子活度的一种标度，又称氢离子浓度指数、酸碱值。在25℃、298K左右的环境下，pH值越低，表示溶液酸性越强；越高，表示溶液碱性越强。当pH小于7时，溶液呈酸性；当pH大于7时，溶液呈碱性；当pH等于7时，溶液呈中性。

2.2 pH值检测方法

2.2.1 pH计

pH计是一种高智能化的在线连续监测仪器，由参比电极、玻璃电极及电流计组成。其中，玻璃电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极。也可配上纯水和超纯水电极，适用于测量电导率小于3μs/cm的水质的pH值。PH计广泛应用于工业、农业、医药、食品和环保等领域，是测试精度较高的仪器。

2.2.2 pH试纸

pH试纸是检验溶液酸碱度的尺子，也称为石蕊试纸。使用时，撕下一条，放在表面皿中，用一支干燥的玻璃棒从玻璃容器中蘸取一滴溶液，根据其颜色变化可得出溶液的酸碱性。pH试纸可分0.2级、0.1级、0.01级或更高精度。

一般来说，化工产品的pH值检测使用pH计较多，其测量精确度要高于石蕊试纸；石蕊试纸在酸碱性的检测上较为方便，但其酸碱度误差较大。

3 影响化工产品pH值检测结果的因素

3.1 待测样品所用纯水的影响

根据检测标准，待测样品用纯水配制成1%或其他浓度的水溶液。pH测的是氢离子的活度，非氢离子的浓度。pH的计算方法如下：

其中，f为H+的活度系数； H+的活度系数由溶液中所有离子的总强度决定，而不只是依赖于被测离子的强度。只有在理论纯水中，活度系数才为1,但只要有其它离子出现，活度系数就会改变，随之pH值就会发生变化。即pH受溶液中总的离子强度的影响，改变了总的离子强度就改变了pH值。

不仅如此，纯水也易受周围空气的影响。纯水在存放过程中接触空气中的二氧化碳，导致纯水形成碳酸，呈弱酸性，其pH值会有所降低。

3.2 待测样品温度的影响

虽然pH测量仪具备温度补偿功能，但也会由于温度的原因造成测量误差。

根据pH值的测量原理，测量溶液的pH值可用下式表示：

式中：pH表示待测溶液的pH值，pHs表示选取的标定液的pH值，E表示待测溶液中玻璃电极与参比电极之间的电位差，Es表示标定液中玻璃电极与参比电极之间的电位差，F为法拉第常数，R为气体常数。

从式中可见，待测溶液的pH值在系数F/(2.3026RT))和E值两个方面受到温度的影响。由此可知，仪器的温度补偿只是对系数F/(2.3026RT)和参比电极随温度的变化进行调节，无法调节待测溶液本身pH值随温度的变化。而pH值控制指标是环境为25度时的pH值，在偏离25度时pH测量仪测量出的pH值并非准确值，不能作为准确的控制值。

3.3 待测溶液搅拌方式的影响

常规的pH计和pH试纸检测方法均适用于水溶液的酸碱度的测定。对于许多粉末状颗粒的化工产品，按照其执行标准，配制成水溶液测试其pH值，而溶液的溶解程度会影响氢离子的活度系数，从而导致待测溶液的搅拌和溶解过程会影响其pH值的检测结果。通常情况下，新鲜配制好的溶液pH较低，随着样品的溶解程度提高，pH值也会升高，而当产品搅拌后完全溶解后，pH值会逐渐接近稳定。而手工搅拌、磁力搅拌和搅拌桨搅拌等搅拌方式会影响溶解的程度。因此，测量标准中应明确搅拌溶解的时间以及搅拌方式，以此来保证数据的正确性，避免检测结果出现误差。

3.4 操作是否恰当的影响

化工产品的pH值指标是根据现场生产的需要而确定的，其检测数据的精度要求不同，0.1-1均有可能。若选用pH试纸则只能精确到1，而选用pH计和精密试纸则能精确到0.1和0.5。如果标准中要求精确到1，则应选用广泛pH试纸进行测量，简便而且快捷。若选用其他，因其所测的数据带有不必要的精度要求，会增加数据判定的难度。因此，标准在制定的过程中应当充分考虑实验方法与pH指标精度的匹配，以免给检测工作带来不必要的判定误差。

4 结论及建议

在实际检测工作中，由于化工产品种类多，成分复杂，pH值的检测数据受许多外来因素的影响，导致常出现检测数据不稳等问题。这些因素中，有人为的，有其测量原理本身所固有的。针对以上所提出的影响化工产品pH值测量的因素，本文提出以下建议：

（1）保证配制待测样品用纯水的纯度，避免长期暴露于空气中或静置，也可采用新煮沸冷却的的方式来降低二氧化碳的浓度，即将纯水煮沸冷却后再用来配制检测溶液 ；

（2）解决温度对pH值测量影响的措施是严格控制测量水样的温度在25度左右；

（3）搅拌时间以及搅拌方式要确立标准，严格控制；

（4）针对不同的要求选取不同的测量仪器，并对测量人员进行严格培训与监督，保证测量过程中人工误差降低至最低。

[1]曹杰玉,陈新超.发电厂纯水pH值测量应注意的几个问题［J］. 热力发电，2004(05)：62~63.

[2]薛青林.影响超纯水pH测量准确度的因素及对策［J］.科技与生活，2012(07)：36~37.