食品总酸测定中电极的使用注意事项

顾风云，张 琳，秦宇婷，姜卓君，安思雨

（吉林省产品质量监督检验院，吉林长春 130103）

食品中总酸是指所有酸性成分的总量，GB/T 12456—2008规定了使用酸碱滴定的指示剂法和电位滴定法测定食品中总酸的方法，其中酸碱滴定法适用于果蔬制品、饮料、乳制品、酒、淀粉制品、谷物制品、蜂产品和调味品等食品中总酸的测定，但是此法不适用于深色或浑浊度较大的食品，电位滴定法弥补了以上缺陷。对于颜色较浅的溶液测定酸度时直接利用酸碱中和原理，用碱液滴定溶液中和酸，以酚酞指示剂颜色变化判定测定终点，根据消耗的碱液体积计算总酸，而电位滴定法同样是利用酸碱中和原理，用碱液滴定试液中的酸，根据电位的“突越”判定终点，计算总酸含量[1]。

电位分析是利用物质的电化学性质来进行分析的方法，电位滴定法是利用专用的特殊离子电极来测定被测离子，比如常用的pH电极测定溶液中的酸碱度，用氟离子选择性电极测定溶液中的氟离子含量，其原理是利用指示电极电位的变化来指示反应终点，该法可以直接用来测定有色和溶液浑浊的样品，也可以用来测定不适用于常规指示剂（酚酞、甲基橙等）来指示终点的反应，食品检验检测过程中常用的电极有氯离子电极、氟离子电极、pH电极等。在混合物中，电位法可以高选择性地测定某一组分的含量，要求不同的指示电极应仅对特定离子显示出高选择性[2]，所以经常将离子选择性电极作为指示电极。常用的指示电极有氟电极（F-）、氯电极（Cl-）、氰电极（CN-）、pH电极（H+）、pNa电极（Na+）等。食品检验员日常监测过程中应当避免仪器使用不当或操作过程不规范。因此，本文对电极的日常使用与维护进行了总结。

1 pH电极

食品检测常用的指示电极是pH电极[3]，通过对pH敏感的玻璃膜对pH值进行电化学测定。笔者对日常检测所用电极的注意事项进行总结，供检验检测者参考。

1.1 pH电极的活化

新的pH电极在使用前需要先放在蒸馏水中浸泡一段时间，以便形成良好的水合层，pH电极只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的H+响应（浸泡时间与玻璃组成、薄膜厚度有关，以24 h为宜）。玻璃电极包括E-201-C型、E-201-L、E-301F型等复合电极，随着玻璃质量与工艺的提高，对初用或久置不用的电极，使用前只需要在3 mol/L的KCl溶液或去离子水中浸泡2～10 h即可。

1.2 pH电极的使用

1.2.1 pH电极使用前的检查

电极在使用前的检查应注意以下几点。①需要确定敏感膜玻璃是否完整，无刻痕，无裂缝。②观察电极内的参比溶液是否浑浊、发霉等。③初次使用，应将球形玻璃膜部分在蒸馏水中浸泡过夜，电极的球泡前端应该无气泡，电极插入待测溶液中，要搅拌晃动几下再静止放置。

1.2.2 pH电极使用时的准备

使用pH复合电极测量样品时，将电极测量端朝下，捏住电极帽空甩数次，使球泡内充满溶液，无气泡。将电极加液口打开，并将电极插头与pH计连接，先用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸将吸附在电极上的水分吸干，将电极插入待测溶液，加入磁子搅拌溶液等待示数稳定，使用完毕，清洗电极，关闭加液口，关掉电源，套上保护套。

1.2.3 pH电极使用后的清理

电极在测定浑浊液之后要及时用蒸馏水冲洗干净；测定乳化状态的溶液后，要及时用洗涤剂和蒸馏水清洗电极；测定有油污的样品后，要用CCl4或丙酮清洗干净，之后用盐酸冲洗，再用蒸馏水冲洗，再测定下一个样品之前，需要在蒸馏水中浸泡平衡一昼夜再使用。总之，每次测定完溶液后，pH电极都要认真清洗，并吸干水珠，套上电极保护液存放好，扣上电极上面的保护液小帽。

2 pH电极的校正和保养

2.1 依据实验的判定终点进行校正电极

pH电极在不同的使用环境下或长时间未使用时都有一定的漂移，导致电极斜率、零点不同[4]，所以在测量样品pH前，必须使用pH值已知的两种或两种以上的pH缓冲液来校准pH电极。校准溶液根据样品测定的终点pH进行选择。例如GB/T 15038—2006中4.4测定露酒或者葡萄酒总酸，滴定终点pH=8.20，校准时可选用pH值为6.86和9.18（或类似）涵盖测量pH值的标准缓冲液。电极校正建议至少选择两个缓冲液进行校准。

2.2 pH电极的日常校正方法

任何一种pH计都必须经过pH标准溶液的校准后才可测量pH值，对于精度要求较低的样品（pH值＜0.1），可选择一点校准；对于精密级的pH计，理论上要求至少得保证两点校正。校正方法一般先用中性校正液（pH=6.86或7.00）进行定位校准，再根据测定终点溶液的情况，选用酸性（4.00）或碱性（9.18）缓冲溶液进行斜率校正，校正液如图1所示。

图1 常用校正液

pH电极的日常校正方法如下。①电极洗净并甩干，浸入pH=6.86或pH=7.00的校正溶液（购买或自行配制）中，待pH示值读数稳定后，通过上下调节旋钮，微调节定位至pH与标准溶液的pH值一致。②电极洗净并甩干，浸入酸性（pH=4.00）或碱性（pH=9.18）缓冲溶液，稳定后调节仪器的斜率校正按钮，微调至示数与校正液一致即可。③电极洗净并甩干，再将电极浸入中性缓冲溶液中进行回校。如果显示pH值上下幅度超过0.02，则需要重复以上校准过程，直至显示与校准溶液一致的pH值即可。④取出电极甩干，将pH电极浸入待测溶液，晃动后静止放置，稳定后读数。

2.3 pH电极的日常保养

①如果电极上粘有油污，可用浸有CCl4或丙酮的棉花轻轻擦拭，然后放在0.1 mol/L HCl溶液中浸泡12 h，再用蒸馏水反复冲洗干净。②电极在测定后进行清洗时，可以用滤纸靠近电极吸干水分，不可以直接用滤纸对电极进行擦拭，防止损坏电极的玻璃膜。③电极平时不用时，应该关闭电极上方加液口，及时向电极保护瓶内添加适量的3.0 mol/L KCl溶液，并使电极测量端完全浸没在氯化钾溶液中。④pH电极的寿命与日常电极的使用频率、保养情况有关。一般情况下pH电极寿命为1～2年，如果发现电极测定过程中示数不稳定或者校准数据差异较大，需要及时更新购买电极。

3 氟离子电极

测定饲料中氟（GB/T 13083—2018）浓度时，实验所用仪器为氟离子复合电极，配酸度计/电位计，选择pH型号PHS-3E，厂家雷磁，匹配PF-202-C/CF/L复合电极，将氟离子电极与仪器相连，电极使用过程中应保证其加液口处于开启状态。

3.1 氟离子电极的活化

将氟电极去掉保护套放在去离子水中（加磁子磁力搅拌器）清洗10 min以上，使其电位保持在400 mV左右，稳定后使用（过程换蒸馏水2～3次）。

3.2 氟离子电极的校正

氟离子电极清洗完毕后，应对电极进行校正，校正方法是使用两个以上浓度的氟离子标准溶液，由稀到浓测试电极电位，并进行记录。根据记录的mV值和pF值（氟离子负对数），绘制电极“mV-pF”曲线。

3.3 氟离子电极的测定

使用氟离子电极测量样品时，待稳定后，记录测得的mV值，在标准曲线图上读出对应的pF值，再进行样品中氟离子浓度的计算。

4 其他电极

其他电极，如氯电极（Cl-）、氰电极（CN-）、pH电极（H+）、pNa电极（Na+）等的使用，参考电极的使用注意事项，并根据电极使用说明进行测定。

5 结语

食品检测过程中总酸测定判定终点需要利用到电极[5]，在使用前，熟悉仪器的操作与维护至关重要。为此，实验员在日常实验中，需要对所用电极进行规范操作，并且对其进行定期维护与保养，如此才能为客户提供准确可靠的分析结果。