⒈什么是水的pH值？它有什么意義？

      pH值是水溶液*重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)象，化學(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與pH值有關(guān)，因此，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量pH值。
水的pH值是表示水中氫離子活度的負(fù)對數(shù)值，表示為：
pH= - lg aH+
pH值有時也稱氫離子指數(shù)，由于氫離子活度的數(shù)值勤往往很小，在應(yīng)用很不方便，所以就用pH值之一概念來作為水溶液酸性、堿性的判斷指示。而且，氫離子活度的負(fù)對數(shù)值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量級的大小，這樣應(yīng)用起來就十分方便，并由此得到：
⑴中性水溶液，pH= - lg aH+=－lg 10-7=7
⑵酸性水溶液，pH＜7，pH值越小，表示酸性越強(qiáng)；
⑶堿性水溶液，pH＞7，pH值越大，表示堿性越強(qiáng)。

⒉什么是pH標(biāo)度？

    pH測量是一種相對測量，它僅僅指示標(biāo)準(zhǔn)溶液與未知溶液之間的pH差別，實際測量時，需要用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液定期進(jìn)行校準(zhǔn)。因此，為了達(dá)到量值的一致，必須建立pH標(biāo)度。pH標(biāo)度范圍定為0～14pH，pH標(biāo)度的量值由基準(zhǔn)緩沖溶液的pHs值確定。因此，pH標(biāo)度的含義可表達(dá)為：根據(jù)pH定義，在0～14pH范圍內(nèi)選擇若干個pH緩沖溶液作為pH標(biāo)度的固定點(diǎn)，并且采用當(dāng)代技術(shù)能達(dá)到的*準(zhǔn)確的方法測定它們的pHs值。國際上有二種pH標(biāo)度，即多種基準(zhǔn)pH標(biāo)度和單種基準(zhǔn)pH標(biāo)度，中國采用多種基準(zhǔn)pHs標(biāo)度。六種基準(zhǔn)緩沖溶液0～95℃的pHs值見表（1）。
表（1）六種基準(zhǔn)緩沖溶液的pHs值

⒊pH測量一定要標(biāo)定校準(zhǔn)嗎?
pH測量通常有比色法(pH試紙或比色皿)和電極法二種。比色法當(dāng)然不要標(biāo)定，而電極法就一定要標(biāo)定，因為電極法pH測量就是將未知溶液與已知pHs值的標(biāo)準(zhǔn)溶液在測量電池中作用比較測定，這是電極法pH測量的“操作定義”所決定的。
⒋什么是pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液？它有哪些特點(diǎn)？
pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。如果向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿，以及將溶液適當(dāng)稀釋，這個溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變，這種能對抗少量酸或堿或稀釋，而使pH值不易發(fā)生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。
pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液具有以下特點(diǎn)：
⑴標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值是已知的，并達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。
⑵標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值有良好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性，具有較大的緩沖容量，較小的稀釋值和較小的溫度系數(shù)。
⑶溶液的制備方法簡單。
⒌如何配制pH緩沖溶液？
對于一般的pH測量，可使用成套的pH緩沖試劑（可配制250ml），配制溶液時，應(yīng)使用去離子水，并預(yù)先煮沸15～30分鐘，以除去溶解的二氧化碳。剪開塑料袋將試劑倒入燒杯中，用適量去離子水使之溶解，并沖洗包裝袋，再倒入250ml容量瓶中，稀釋至刻度，充分搖勻即可。
⒍如何正確保存和使用pH緩沖溶液？
緩沖溶液配制后，應(yīng)裝在玻璃瓶或聚乙稀瓶中（堿性的pH緩沖液如pH9.18、pH10.01、 pH12.46等,應(yīng)裝在聚乙稀瓶中）瓶蓋嚴(yán)密蓋緊,在冰箱中低溫(5-10℃)保存,一般可使用二個月左右,如發(fā)現(xiàn)有混濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象，不能繼續(xù)使用。使用時，應(yīng)準(zhǔn)備幾個50ml的聚乙稀小瓶，將大瓶中緩沖溶液倒入小瓶中，并在環(huán)境溫度下放置1～2小時，等溫度平衡后再使用。使用后不得再倒回大瓶中，以免污染，小瓶中的緩沖溶液在＞10℃的環(huán)境條件下可以使用2～3天，一般pH7.00、 pH6.86及 pH4.00三種溶液使用時間可以長一些，pH9.18和pH10.01溶液由于吸收空氣中的CO2,其pH值比較容易變化.
⒎pH緩沖溶液有何用途?
⑴pH測量前標(biāo)定校準(zhǔn)pH計。
⑵用以檢定pH計的準(zhǔn)確性，例如用pH6.86和pH4.00標(biāo)定pH計后,將pH電極插入pH9.18溶液中，檢查儀器顯示值和標(biāo)準(zhǔn)溶液的pHs值是否一致。
⑶在一般精度測量時檢查pH計是否需要重新設(shè)定。pH計標(biāo)定并使用后也許會產(chǎn)生漂移或變化，因此在測試前將電極插入與被測溶液比較接近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液中，根據(jù)誤差大小確定是否需要重新標(biāo)定。
⑷檢測pH電極的性能。
⒏使用瓶裝的pH緩沖溶液有什么優(yōu)點(diǎn)？
在pH計經(jīng)銷商處一般還有用聚乙稀塑料瓶瓶裝的pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液銷售。它和用pH緩沖試劑自己配制的緩沖溶液比較，由于它其中添加了顯色劑和防腐劑，因此不同pH值的緩沖液有不同的顏色，使用時不易搞錯，并且在常溫下保存不會發(fā)霉變質(zhì)，保存期可長達(dá)一年，因此使用特別方便。有pH4.00、pH6.86、pH7.00、pH9.18、pH10.01五種，并有500ml大瓶和50ml小瓶二種規(guī)格。
⒐什么是pH指示電極？
對溶液中氫離子活度有響應(yīng)，電極電位隨之而變化的電極稱為pH指示電極或pH測量電極。pH指示電極有氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種，但*常用的是玻璃電極。玻璃電極是由玻璃支桿，以及由特殊成份組成的對氫離子敏感的玻璃膜組成。玻璃膜一般呈球泡狀，球泡內(nèi)充入內(nèi)參比溶液，插入內(nèi)參比電極（一般用銀/氯化銀電極），用電極帽封接引出電線，裝上插口，就成為一支pH指示電極。市場銷售的*常用的pH指示電極是231玻璃pH電極。單獨(dú)一支pH指示電極是無法進(jìn)行測量的，它必須和參比電極一起才能測量。
⒑什么是參比電極？
對溶液中氫離子活度無響應(yīng)，具有已知和恒定的電極電位的電極稱為參比電極。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀/氯化銀電極等電極等幾種。*常用的是甘汞電極和銀/氯化銀。參比電極在測量電池中的作用是提供并保持一個固定的參比電勢，因此對參比電極的要**電勢穩(wěn)定、重視，溫度系數(shù)小，有電流通過時極化電勢小。市場銷售的常用的參比電極為232參比電極。

⒒什么是pH復(fù)合電極？
將pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為pH復(fù)合電極。外殼為塑料的就稱為塑殼pH復(fù)合電極。外殼為玻璃的就稱為玻璃pH復(fù)合電極。復(fù)合電極的*大優(yōu)點(diǎn)是合二為一，使用方便。pH復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)主要由電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導(dǎo)線、插口等組成。
⑴電極球泡：它是由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在0.1～0.2mm左右，電阻值＜250兆歐(25℃)。
⑵玻璃支持管：是支持電極球泡的玻璃管體，由電絕緣性優(yōu)良的鉛玻璃制成，其膨脹系數(shù)應(yīng)與電極球泡玻璃一致。
⑶內(nèi)參比電極：為銀/氯化銀電極，主要作用是引用電極電位，要求其電位穩(wěn)定，溫度系數(shù)小。
⑷內(nèi)參比電極：零電位為7pH的內(nèi)參比溶液，是中性磷酸鹽和氯化鉀的混合溶液，玻璃電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的pH值，主要取決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子濃度。
⑸電極塑殼：電極塑殼是支持玻璃電極和液接界，盛放外參比溶液的殼體，由聚碳酸酯塑壓成型。
⑹外參比電極：為銀/氯化銀電極，作用是提供與保持一個固定的參比電勢，要求電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。
⑺外參比溶液：為3.3mol/L的氯化鉀凝膠電解質(zhì)，不易流失，無需添加。
⑻砂芯液接界：液接界是構(gòu)通外參比溶液和被測溶液的連接部件，要求滲透量穩(wěn)定。
⑼電極導(dǎo)線：為低噪音金屬屏蔽線，內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。
12.pH電極有哪些特性？
pH電**有以下特性：
⑴不對稱電勢：當(dāng)電極的內(nèi)外參比電極，內(nèi)外參比溶液均相同時，理論上電池電動勢應(yīng)等于零，但實際上總有幾毫伏到幾十毫伏的電勢差存在，這說明玻璃球泡內(nèi)外二個界面是不對稱的，這一電勢差就稱為不對稱電勢。不對稱電勢與球泡吹制的工藝有關(guān)，也與使用中球泡表面受侵蝕或沾污有關(guān)，實際使用中，可用電計特設(shè)的定位調(diào)節(jié)器消除它。
⑵零電勢：pH電極的零電勢是指pH測量電池的電勢為零時的溶液的pH值。它取決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子濃度。若內(nèi)參比溶液為0.025mol/L的混合磷酸鹽溶液，電極的零電勢pH值大于或小于電極的零電勢pH值時，電極的極性就要發(fā)生改變。
⑶內(nèi)阻：電極的內(nèi)阻主要由球泡玻璃膜的內(nèi)阻決定，它取決于玻璃的組成和厚度，阻值一般為幾十兆歐。而且隨溫度下降而按指數(shù)式上升（每下降7℃，內(nèi)阻增加1倍，例如28℃時為50兆歐，則0℃時為800兆歐）。內(nèi)阻高的電極對電計的輸入阻抗及絕緣屏蔽的要求高，因此電極內(nèi)阻低一些為好。
⑷堿誤差和酸誤差：當(dāng)被測溶液的酸度和堿度增大時，電極電勢與溶液pH值將偏離線性關(guān)系，這種偏差就稱為堿誤差和酸誤差。堿誤差是由于在氫離子濃度很低的溶液中，電極膜的響應(yīng)不僅與氫離子濃度有關(guān)，而且與溶液中堿金屬離子濃度有關(guān)。堿誤差使測得的pH值比實際的數(shù)值偏低。酸誤差在較低的pH范圍內(nèi)（pH<1～2）出現(xiàn)，酸誤差使pH測量值比實際數(shù)值偏高。
13.不同的pH敏感玻璃膜有何區(qū)別？
從形狀上看，pH敏感玻璃膜可以制作成球形、圓柱形、平面形和尖錐形等各種不同的外形，主要是為了和被測介質(zhì)的形態(tài)吻合。如球形和圓柱形，主要用于液體介質(zhì)；平面形主要用于含水的半固體介質(zhì)，如皮膚、肉類、皮革、紙張等；尖錐形主要用于刺入介質(zhì)內(nèi)部測量，如土壤、水果等。從成分組成看區(qū)別就更大了，有用于常規(guī)使用的敏感玻璃膜，有用于高溫使用的敏感玻璃膜，有用于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿使用的敏感玻璃膜，有用于高溫蒸汽**（130℃）的敏感玻璃膜，以及用于低溫和低離子強(qiáng)度的敏感玻璃膜等等。有些pH測試不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定與pH敏感玻璃膜的選擇不當(dāng)有很大關(guān)系。