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pH值，純水，低電導(dǎo)率水，低離子強(qiáng)度，電極，溶液。

目標(biāo)
以下應(yīng)用說明描述了在純化水和其他低電導(dǎo)率水中測量pH值時(shí)的挑戰(zhàn)和建議。

介紹
理論上，測量純水的pH值似乎很簡單。例如，純水應(yīng)該是中性的- pH 7.0，并且應(yīng)該沒有干擾。

純水的pH測量是具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)閜H電極響應(yīng)往往漂移，可能是響應(yīng)緩慢的，不可重復(fù)和不準(zhǔn)確的。由于樣品的低電導(dǎo)率、低離子強(qiáng)度溶液和普通離子強(qiáng)度緩沖液之間的差異、液體結(jié)電位的變化和二氧化碳對樣品的吸收，在這些樣品中測量更加困難。由于純水溶液的電導(dǎo)率很低，所以溶液會像“天線"一樣，電極響應(yīng)可能會有干擾噪聲。

通過了解在純水和其他低導(dǎo)電性液體中測量pH值的挑戰(zhàn)，您可以克服它們，并確保您的pH測量是可靠和一致的。

什么是純水？
ASTM D5464將低導(dǎo)電性水描述為導(dǎo)電性< 100 μS/cm的水。

超純水的pH值一般在5.5到7.5之間，取決于水中二氧化碳(CO2)的水平。

具有非常少的離子種類的純化水被稱為堿度低，離子強(qiáng)度低，或具有低電導(dǎo)率/高電阻率。
純水樣品包括蒸餾水、去離子水、一些工藝水、井水、一些地表水、一些處理過的廢水、鍋爐給水和雨水。

你知道純水pH測量的挑戰(zhàn)是什么？最常見的三個(gè)挑戰(zhàn)是:
1. 電極漂移
低電導(dǎo)率水是高電阻樣品。這可能會導(dǎo)致噪聲讀數(shù)和信號漂移。

2. 污染的樣本
由于這些水域中的離子濃度較低，它們的緩沖也很差，因此容易受到污染(例如，在取樣、運(yùn)輸、儲存、處理和測試期間，來自CO2或氨的吸收，和/或來自其他來源的交叉污染)。

3. 不準(zhǔn)確的測量
在電極內(nèi)部的電極填充溶液和電極外部的樣品之間的離子強(qiáng)度的巨大差異可能導(dǎo)致明顯液接電位。這可能會影響精度，造成穩(wěn)定時(shí)間長，并導(dǎo)致精度差。
 
優(yōu)化pH值測試結(jié)果
有幾個(gè)不同的因素可以優(yōu)化，以提供高質(zhì)量的pH測量結(jié)果。這些因素包括:

• 選擇正確的pH電極

• 取樣注意事項(xiàng)

• 校準(zhǔn)pH電極

• 處理與維護(hù)pH電極

選擇pH電極
有許多不同類型的電極可用來測量pH值。在選擇電極時(shí)，重要的是要考慮電極特性及其與被測樣品的兼容性。

使用屏蔽良好的電極和高阻抗pH計(jì)來減少信號噪聲，例如奧豪斯ST420 雙液界pH電極有良好的屏蔽效果，配合AB41PH高阻抗pH計(jì)。

由于pH值對溫度敏感，使用三合一電極或自動溫度校正(ATC)探頭監(jiān)測樣品溫度，并自動調(diào)整電極斜率響應(yīng)。奧豪斯ST350 三合一pH/ATC電極，測量pH同時(shí)補(bǔ)償溫度結(jié)果使測量更為方便。
取樣注意事項(xiàng)
1. 小心處理低電導(dǎo)率水樣，盡量減少空氣和二氧化碳的吸收。建議使用玻璃容器，因?yàn)榭諝鈺ㄟ^塑料擴(kuò)散。
2. 對于樣品的運(yùn)輸和儲存，要將樣品滿裝取樣瓶中，這樣就取樣瓶上部不會有空氣。
3. 收集后盡快對樣品進(jìn)行測試，以盡量減少溫度變化、樣品氧化和與樣品容器接觸時(shí)間。
4. 確保所有容器和設(shè)備在使用前用純水進(jìn)行三次沖洗，以避免可能來自各種來源的交叉污染。 

校準(zhǔn)pH電極
當(dāng)測量低離子強(qiáng)度樣品時(shí)，在高離子強(qiáng)度緩沖液中校準(zhǔn)pH電極將增加穩(wěn)定所需的時(shí)間。此外，樣品污染的可能性也會增加。對于精確的測量，緩沖液和樣品應(yīng)該具有相似的離子強(qiáng)度。當(dāng)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)品與樣品之間的偏差在2°C以內(nèi)時(shí)，得到的結(jié)果最好。使用ATC或三合一電極來監(jiān)控溫度。如果樣品和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)不能在同一溫度下，測量在該溫度下的pH值，并使用ATC或三極管測量溫度并相應(yīng)地調(diào)整斜率。記錄結(jié)果時(shí)，要同時(shí)報(bào)告pH值和溫度讀數(shù)。

電極校準(zhǔn)后沖洗好，以避免交叉污染您的樣品。只需少量的緩沖液就能顯著改變純凈水的pH值。用盡可能干凈的水沖洗。

處理與維護(hù)pH電極
由于純水可以從pH球泡中析出離子，將pH電極存儲在電極存儲溶液中，以恢復(fù)球泡敏感膜。如果響應(yīng)變慢，清潔pH電極以重新激活pH球泡和液接界。

如何測試純凈水和其他低導(dǎo)電性水的pH值
1. 對于每個(gè)被測試的樣品，準(zhǔn)備一份用于測試和一個(gè)或多個(gè)用于沖洗。在放入測試樣品之前，將pH電極浸入沖洗樣品并輕輕攪動。
2. 輕輕攪拌樣品以加快電極反應(yīng)。攪拌可以一直進(jìn)行，但盡可能隔絕空氣。
3. 使用連續(xù)讀數(shù)模式，讓電極有足夠的時(shí)間*響應(yīng)。精度和準(zhǔn)確度發(fā)生時(shí)，充足的時(shí)間以達(dá)到穩(wěn)定。一旦建立了標(biāo)準(zhǔn)的響應(yīng)時(shí)間，可以考慮使用定時(shí)讀取來提高足夠的等待時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)一致和精確的結(jié)果。
4. 對于高精度的測量工作，ASTM D1293建議測試流動樣品，直到漂移率最小和兩個(gè)連續(xù)結(jié)果在期望的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)一致。

總結(jié)
在低離子強(qiáng)度的樣品中獲得一致的pH值是相當(dāng)困難的，而且常常令人沮喪。通過采用一些最佳做法，并遵循本應(yīng)用筆記中概述的建議，您可以提高測量精度，減少電極漂移，并防止樣品污染您的pH值測量