常见的pH电极的使用及维护

王中泰

常见的pH电极的使用及维护

         

pH是拉丁文pondushydrogenii的缩写，pondus=压强，hydrogenii=氢。因此，更精准的pH值定义应是水相溶液中氢离子活度的负对数值，[size=18.6667px]pH应该如何正确使用和维护呢，一起来看看吧。

         

[size=18.6667px]pH电极的构造

pH电极的主要构造有内参比电极，外参比电极（玻璃电极）。

①内参比电极：对溶液中氢离子活度无响应，具有已知和恒定的电极电位的电极称为参比电极。参比电极在测量电池中的作用是提供并保持一个固定的参比电势，因此对参比电极的要求是电势稳定、重现，温度系数小，有电流通过时极化电势小。
         

②外参比电极：对溶液中氢离子活度有响应，电极电位随之而变化的电极称为pH指示电极或pH测量电极。pH指示电极有氢电极、锑电极和玻璃电极等几种，但最常用的是玻璃电极。玻璃膜一般呈球泡状，球泡内充入内参比电解液，插入参比电极(一般用Ag/AgCl电极)，用电极帽封接引出电线，装上插口，就成为一支pH指示电极。

         

外参比电极中电解液有液体（饱和液体K[size=18.6667px]Cl，可填充），凝胶（凝胶状K[size=18.6667px]Cl，不移流失，无需填充），固态。因此电极可根据电解液材质的不同分为这三类。
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[size=18.6667px]pH电极的活化与保存

pH电极使用前必须浸泡，因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一很薄的水合凝胶层，它只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的H+离子有良好的响应。通常使用pH4缓冲液更好一些，浸泡时间8小时至24小时或更长，根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。同时，参比电极的液接界也需要浸泡。为了使pH复合电极使用更加方便，一些进口的pH复合电极和部分国产电极，都在pH复合电极头部装有一个密封的塑料小瓶，内装电极浸泡液，电极头长期浸泡其中，使用时拔出洗净就可以，非常方便。这种保存方法不仅方便，而且对延长电极寿命也是非常有利的，但是塑料小瓶中的浸泡液不要受污染，要注意更换。
         

此外，电极头不能浸泡在中型或者碱性的缓冲溶液中，正确的pH电极浸泡液的配制：取pH4.00缓冲剂(250ml)一包，溶于250ml纯水中，再加入56克分析纯KCl，适当加热，搅拌至完全溶解即成。
         

pH电极的维护和清洗

1. 电极维护电极日常维护可以延长电极的使用寿命。液体电解液的电极当电解液的液面低于样品液面，就需要填充电解液，这样可避免样品回流至电极中。电解液需要定期更换，例如一个月，这样可以确保电解液的新鲜，减少由于电解液从填充口处蒸发而产生的结晶。注意电极内部，特别是液络部处不要产生气泡，如果有气泡会导致读数不稳定。像甩动温度计一样，轻轻地甩动电极，可以去除气泡。
         

2. 电极储存电极需要储存在富含离子的水性溶液中。保持pH玻璃膜的敏感凝胶层含有大量水份和离子，更可靠地响应样品pH值。
短期储存测量期间或电极短时不用，电极需要储存在盛满电解液(如：3mol/L KCl)或缓冲液pH4或pH7的容器中。确认容器中电解液液面低于电极中填充液的液面。
         

长期储存电极长期储存，需套上装有与电极内同样的电解液，pH4缓冲液或0.1mol/L H[size=18.6667px]Cl的保湿帽。确认填充口封闭，减少电解液蒸发、损耗，避免在电极和液络部处形成结晶。电极切勿干燥存放或储存在蒸馏水中，因为这样会影响pH玻璃敏感膜，导致电极寿命减短。尽管电极不正常的储存，可以通过再生来恢复性能，但以下的建议可以更好地确保电极状态。温度探头使用后清洗温度探头，干燥存放于包装盒内，避免损坏。
         

3. 电极清洗每次测量后用去离子水冲洗电极，切勿用纸擦拭电极。纸张粗糙的表面会刮划并损坏pH敏感玻璃上的凝胶层，并且会在电极上产生静电电荷。静电电荷会导致测量信号非常不稳定。电极被某些样品污染后需要特殊的清洁护理。下面将进行详细地描述。硫化银堵塞(Ag2S)如果参比液含有银离子，并且样品含有硫化物，液络部将会被硫化银沉淀堵塞。可使用含有8%硫脲的0.1mol/L H[size=18.6667px]Cl溶液清洗液络部。
         

氯化银堵塞(AgCI)参比液中的银离子也会与含氯离子的样品发生反应，最终生成AgCl沉淀。可通过浸泡在浓缩的氨水溶液中去除沉淀。
蛋白质堵塞被蛋白质污染的液络部可通过浸泡在胃蛋白酶/HCI(含5%胃蛋白酶的0.1mol/L HCI)溶液中数小时。
其他的液络部堵塞如果液络部被其他物质堵塞，可尝试用水或0.1mo/LHCI溶液超声波水浴处理。
         

4. 电极的再生和寿命即使电极得到良好的维护和适当地保存，在多次使用后电极性能仍会下降。此时电极玻璃敏感膜也许就需要再生了，电极浸泡在氟化铵中以恢复之前的性能。再生溶液由极稀的氢氟酸组成，它可以腐蚀去一层极薄的玻璃膜，形成新鲜的表层。
当使用再生液时，不可浸泡电极超过1-2分钟，否则敏感膜将彻底被腐蚀完，电极就损坏了。在正确使用和维护的前提下，电极的寿命大致为1至3年。导致减短电极寿命的因素包括高温和测量极限pH值。
         

内容来源：北京霍尔斯生物    梅特勒