酸度计计量检定问题分析与电极日常维护

2025-01-31范华杰

品牌与标准化 2025年1期

摘要：酸度计是一种精密的科学仪器，能够在短时间内高效、准确地测量溶液的pH值。本文以酸度计工作原理为切入点，重点分析了酸度计在计量检定中出现的问题，并根据相关问题提出具体的解决方法，最后进一步探讨了酸度计电极的日常维护措施，以确保酸度计能够长期安全稳定地运行。

关键词：酸度计；计量检定；故障分析；电极维护

中图分类号：TH832文献标志码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.074

0前言

当前，无论是科学技术研究还是工业化生产，都对溶液的酸碱度有着严格的要求，这使得酸度计的应用越来越广泛。然而，作为一种精密的电子仪器，酸度计的使用和维护需要满足特定的条件和环境要求。当受到外界因素的影响或操作不规范时，容易导致酸度计出现故障，产生较大的误差，从而无法准确测定溶液的酸碱度，影响后续的科研和生产活动。

1酸度计工作原理

酸度计是一种利用电势法精密测定溶液pH值的化学分析仪器，主要由电极和电流计两部分组成。其中电极又分为参比电极和玻璃电极。参比电极维持一个恒定的电位，主要作为测量各种偏离电位的对照；玻璃电极的电位取决于周围溶液的pH值。电流计主要是在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。

酸度计工作的基本原理是：将参比电极和玻璃电极同时浸入待测溶液中浸入某一待测溶液中而形成原电池，在一定温度下产生一个内外参比电极之间的电池电动势。这个电动势与溶液中氢离子活度有关，而与其他离子的存在基本没有关系。通过电流计测量原电池的电动势，最后根据测量得到的电动势，利用能斯特方程计算出待测溶液的pH值。酸度计具体工作原理示意如图1所示。

2酸度计计量检定中存在的问题和处理措施

2.1与检定设备接口不匹配

与校准设备接口不匹配是酸度计在计量检定过程中经常会遇到的问题。通常校准设备会为酸度计提供三条输出连接线，检定人员可以根据酸度计的输入插口选择合适的连接线。但是，若酸度计的电极是甘汞电极，并且没有内部连接，在对酸度计进行计量检定时则必须将甘汞电极和玻璃电极外部连接。除此之外，还存在其他连接不匹配的情况。例如，酸度计的型号为袖珍式PHB-4，由于其接口较小，可能无法与检定设备连接，从而无法完成计量检定工作。

为了解决这类故障问题，需要特别设计输出连接线，以确保酸度计能够与检定设备的接口兼容。但需要注意的是，在使用连接线的过程中，必须避免出现虚联的情况，否则将难以保证测量数据的准确性和可靠性。

2.2未合格保存标准溶液

未合格保存标准溶液也是酸度计计量检定过程中常见问题之一。对于标准溶液的保存，必须确保保存温度处于特定范围内，最佳的温度应维持在5～ 10℃范围内。此外，保存溶液的容器瓶盖必须拧紧，以此来确保标准溶液可以保存1～2个月。当容器内产生不良沉淀物质或是出现发霉变质趋势，此溶液不可继续使用。

在使用酸度计标准溶液时，不应直接在大瓶容器中取用，而应该每次使用前将溶液倒入50 mL的聚乙烯瓶中，并将其放置在与计量检定相同的环境温度下。只有当瓶内溶液温度与环境温度非常接近时，才能正式开始计量检定。完成酸度计检定后，不应将小瓶内剩余的标准溶液倒回原来的大瓶容器中，而应统一处理，将其倒入指定的废弃物回收装置内，以避免标准溶液受污染，而影响后续计量检定的准确性。

2.3疏于维护而产生计量误差

酸度计作为我国强制检定目录中的一种关键计量器具，具有较为精细的内部结构，需要每隔一段时间对其进行规范化和全面化的检定。同时，在使用过程中也需格外小心谨慎。作为一种高精度的仪器设备，其管理和更新工作不容忽视。然而，一些企业和实验室在使用酸度计时，并未定期检查和维护电极，往往在出现问题后才进行修复和补救，这种做法具有很强的滞后性。一方面，这会导致计量检定的整体成本增加；另一方面，也会阻碍检定进程的顺利进行。

酸度计作为一个完整的工作系统，任何一个环节的故障都可能导致整体有效性的显著下降，从而引起测量误差。为解决这一问题，专业人员应定期对设备进行检查、维护和校准，以提高其可靠性。对于酸度计中老化或损坏的零部件，应及时进行更换，最大限度地避免计量过程中出现不必要的误差，从而获得更加真实有效的计量结果。另外，还要注意控制电极与空气的接触时间，如果酸度计电极在空气中的放置时间超过30 min，要再次对酸度计进行校准。

2.4出现电极检定偏差

酸度计中的电极检定偏差是计量检定中常见的故障问题，主要体现为电极的示值误差。这种误差通常由两部分组成：电极本身的示值误差和电位的示值误差。在酸度计的计量检定过程中，为了最大限度地确保检定结果的准确性，需要通过正反两个方向的检测手段来识别误差来源，并对两次检测结果取平均值，从而获得更为可靠的检测数据。随后，通过系统化的分析和全面的整理，可以科学地校正示值误差。

为了降低酸度计出现检定偏差的概率，应优先考虑使用高精度的酸度计。精度越高的酸度计，出现误差的可能性越低。在某些情况下，高精度酸度计只需一次计量测定就能完成示值误差的检定。

2.5电极响应速度相对较慢

引起此问题的主要原因为电极表面可能被一些杂质污染。针对这一问题，需要采取合适的清洁方法来解决故障。若电极表面上堆积了一定量的油脂类物质，可使用带有丙酮或肥皂液的脱脂棉进行擦拭处理；若电极膜呈干燥状态，则应当将电极头放置在浓度为0.1 mol/L的盐酸溶液中浸泡12 h，对其做活化处理；若电极隔膜内有蛋白质生成，则同样要使用盐酸溶液浸泡并冲洗，以去除沉淀物；当电极被硫化银污染时，应选择硫脲溶液进行浸泡处理。

2.6缓冲溶液电位不能校正仪器

当进行酸度计计量检定时，误退出校正程序则可能会引起此故障问题。进行校正恢复时，检定人员要严格遵循说明书要求来操作，杜绝出现随意操作以及触碰其他键的情况；校正所应用的缓冲溶液应当为两种，其数值差不能小于1个pH值；若电极受损，则要分别测试其处于各个缓冲溶液中的电位，判断电位变化是否正常，当其出现异常时，需重新更换电极。