一、术语解释
pH 斜率:每变化 1pH 值产生电位的变化量,通常用 mV/pH 或%表示。
pH 的 E0:又称“零电位”,通常是指 pH 为 7 时的电位值。
pH 的一点标定:用一种 pH 缓冲溶液进行的校准。
pH 的多点标定:用两种以上 pH 缓冲溶液进行的校准。
二、仪器特点和应用
PHS-3G 型 pH 计是一台具有搅拌功能的实验室精密 pH 计,仪器采用全新设计的外形、大屏幕 LCD 段码式液晶,显示清晰、美观。仪器具有自动识别4.00pH、6.86pH、9.18pH 等三种标准缓冲溶液的能力,方便用户使用。仪器增加了一些必要的保护功能和提示功能,更方便用户操作和使用仪器。
该仪器适用于大专院校、研究院所、工矿企业的化验室取样测定水溶液的 pH 值和电位(mV)值、此外,还可配上离子选择性电极,测出该电极的电极电位。
三、主要技术性能
PHS-3G 型 pH 计的主要技术性能包括测量范围、分辨率、电子单元基本误差、仪器正常工作条件以及外形尺寸和重量。
1.仪器级别:0.01 级
2.测量范围:pH:(0.00~14.00) pH;显示 (-2.00~19.99) pH;mV:(-1999~+1999)mV
3.分辨率:0.01 pH,l mV
4.具有 4.00pH、6.86pH、9.18pH 三种标液自动识别功能;
5.温度补偿范围:(0~60)℃(手动)
6.电子单元基本误差:pH:±0.01 pH,mV:±0.1 %FS
7.仪器的基本误差:±0.02 pH
8.电子单元输入电流:不大于 1×10-12A
9.电子单元输入阻抗:不小于 l×1012Ω
10.温度补偿器误差:±0.01 pH
11.电子单元重复性: pH:0.01 pH,mV:l mV
12.仪器重复性:不大于 0.01 pH
13.电子单元稳定性:(±0.01 pH)/3h
14.外形尺寸 1×b×h, mm:210×310×95
15.重量:1.5kg
16.正常使用条件:
(1) 环境温度:(0~40)℃;
(2) 相对湿度:不大于 85%;
(3) 供电电源:AC (220±22)V,(50±l )Hz;
(4) 除地球磁场外无其他磁场干扰;
(5) 周围无影响性能的振动存在;
(6) 周围空气中无腐蚀性气体存在。
四、仪器各部分说明及示意图
操作盘由显示屏和操作键盘组成。
显示屏可显示 PHS-3G 型 pH 计上目前正在执行的活动和工作状态。
PHS-3G 型 pH 计有 7 个操作按键,分别为:
1.“pH/mV”键、
2.“定位”键
3.“斜率”键
4.“温度”键
5.“确定”键
6.“▽”/“△ ”键
7.“搅拌”键
分别介绍如下。
1. “pH/mV”键,此键为双功能键,在测量状态下,按一次进入“pH”测量状态,再按一次进入“mV”测量状态;在定位以及斜率设置时,按此键进入手动数值设置状态。
2. “定位”键,此键为定位功能状态键;再按此键取消定位标定。
3. “斜率”键,此键为斜率功能状态键;再按此键取消斜率标定。
4. “温度”键,此键为温度功能状态键,进入手动温度设定状态。
5. “确认”键,此键为确认键,按此键为确认上一步操作。
6. “▽”/“△ ”,此二键为数值调节键,可进行数值升降调节。
7. “搅拌”键,此键为搅拌器开关键,按此键开启搅拌;再按此键则关闭搅拌。
五、使用方法
pH 计是适用于精密测量各种液体介质的仪器设备,主要用来精密测量液体介质的 pH 值。
使用 pH 计测量溶液 pH 值时需要进行 3 个主要步骤。它们是:
1.功能设置
2.电极准备
3.pH 的测定
此过程期间,会显示来自 PHS-3G 型 pH 计的状态消息,而且可以通过操作键盘相对应的按键更改用户的参数设置。pH 计由电子单元和电极系统组成,电极系统包括 pH 复合电极,以实际的装箱单为准。
六、操作基本知识
操作 pH 计涉及下列任务:
● 启动 PHS-3G 型 pH 计。请参阅“启动 PHS-3G 型 pH 计”。
● 设置温度。
● pH 电极准备。
● pH 标液组的选择。
● pH 电极的标定。
● 电极斜率的复位。
● pH 值的测量。
● 电极电位(mV 值)的测量。
● 关闭 PHS-3G 型 pH 计。
七、开机
成功的操作首先要正确地安装和维护 PHS-3G 型 pH 计,开机前,须检查电源是否接妥,应保证仪器良好接地。电极的连接须可靠,仪器插入电源后,按(9) - 电源开关开机。显示如图:
在测量状态下,按“mV/pH”键可以切换显示电位或 pH 值;按“温度”键设置当前的温度值;按“定位”或“斜率”键标定电极斜率,简要的操作流程见下图:
八、功能设置
●设置温度
如果用户需要设置温度,用温度计测出被测溶液的温度,然后按“温度”键,仪器显示如图:再按“△”或“▽”键调节显示值,使温度显示为被测溶液的温度,按“确认”键,即完成当前温度的设置,返回测量状态。
●pH 电极的准备
1.将 pH 复合电极下端的电极保护套(16)拔下,并且拉下电极上端的橡皮套使其露出上端小孔。
2.用蒸馏水清洗电极。
九、pH 电极的标定
仪器使用前首先要标定。一般情况下仪器在连续使用时,每天要标定一次。
本仪器具有自动识别标准缓冲溶液的能力,可以识别4.00pH、6.86pH、 9.18pH 三种标液,因此对于标准缓冲溶液4.00pH、6.86pH、9.18pH,用户按“定位”键或者“斜率”键后不必再调节数据,直接按“确认”键即可完成标定。用“定位”进行一点标定,用“斜率”进行二点标定。对于其他的非常规标准缓冲溶液,仪器也允许用户标定使用。如果用户需要标定,则只须在标定状态下调节显示的 pH 数据至该温度下(图 9)标准溶液的 pH 值,然后按“确认”键即可。
注意:
1.用户使用自己的标准缓冲溶液(非常规标准缓冲溶液)标定电极时,必须事先知道此标准缓冲溶液在标定温度区的标称 pH 值。
2.在每次测量以前,建议用户对电极进行重新标定,一旦标定后,上一次的标定数据将会被覆盖。
3.进行一点标定即定位操作后,仪器会自动删除上一次的标定数据,一点标定后,斜率默认设置为 100.0%。
●一点标定
一点标定即一点定位法,使用一种标准缓冲溶液定位E0,斜率设为默认的 100.0%,这种方法比较简单,用于要求不太精确的情况下的测量。
注意:进行一点标定即定位操作后,仪器会自动删除上一次的标定数据,一点标定后,斜率默认设置为 100.0%。
1.在仪器的测量状态下,把用蒸馏水清洗过的电极插入某种标准缓冲溶液中(如 pH=6.86pH 的标准缓冲溶液中);
2.用温度计测出被测溶液的温度值,按前面设置温度的方法设置温度值;
3.稍后,待读数稳定,按“定位”键,仪器会显示标准缓冲溶液的 pH值,如图,按“确认”键,仪器自动完成一点标定,否则按“定位”键退出标定,仪器返回测量状态。
4.如果用户使用的是其他非常规标准缓冲溶液,例如 6.80pH(如 28.0℃),按“定位”键,再按“PH/mV”键,然后需要按“▽”/“△”键”键调节显示值使 pH 显示为该温度下标准溶液的 pH 值,如 6.80pH,然后按“确认”键,完成标定。如图,(图 11)
●二点标定
通常情况下我们使用二点标定法标定电极斜率。
1.准备二种标准缓冲溶液,如 4.00pH、9.18pH 等;
2.按照前面的叙述进行一点标定:即在仪器的测量状态下,把用蒸馏水清洗过的电极插入标准缓冲溶液 1 中(如 pH=4.00pH 的标准缓冲溶液中);用温度计测出溶液的温度值(如 25.0℃),按照前面设置温度的方法设置温度值;稍后,待读数稳定,按“定位”键,仪器识别当前标液并显示当前温度下的标准 pH 值;待读数稳定后,按“斜率”键。
(图 12)
3.再次清洗电极并插入标准缓冲溶液 2 中(pH=9.18pH 的标准缓冲溶液中);用温度计测出溶液的温度值(如 25.2℃),并设置温度值;稍后,仪器会显示标准缓冲溶液的 pH 值,如图,按“确认”键,仪器自动完成二点标定,否则按“斜率”键退出标定,仪器返回测量状态。二点标定(斜率)状态显示示意图(图 13)
4.如果用户使用的是其他标准缓冲溶液,例如 6.80pH 和 3.95pH,用6.80pH 定位,3.95pH 标定电极斜率。则首先需要按“定位”键,再按“PH/mV”键,然后需要按“▽”/“△” 键”键调节显示值,使 pH显示为该温度下标准溶液的 pH 值,如 6.80pH(如 28.0℃),然后按“斜率” 键,完成标定。如图,(图 14)
同理,再次清洗电极并插入标准缓冲溶液 2 中(pH=3.95pH 的标准缓冲溶液中);用温度计测出溶液的温度值(如 28.0℃),并设置温度值;稍后,待读数稳定后,再按“PH/mV”键,然后需要按“▽”/“△ ”键”键调节显示值,使 pH 显示为该温度下标准溶液的 pH 值,(如3.95pH),显示如图:
然后按“确认”键完成标定!否则按“斜率”键退出标定,仪器返回测量状态。
十、搅拌器的使用
1.按“搅拌”键;
2.再按“△”或“▽”键,使搅拌速度符合测量要求;
3.测量结束后,再按“搅拌”键,关闭搅拌器。
十一、pH 值的测量
经标定过的仪器,即可用来测量被测溶液,被测溶液与标定溶液温度是否相同,所引起的测量步骤也有所不同。具体操作步骤如下:
●被测溶液与定位溶液温度相同时,测量步聚如下:
1.用蒸馏水清洗电极头部,再用被测溶液清洗一次:
2.把电极浸入被测溶液中,用玻璃棒搅拌溶液,使溶液均匀,在显示
屏上读出溶液的 pH 值。
●被测溶液和定位溶液温度不同时,测量步骤如下:
1.用蒸馏水清洗电极头部,再用被测溶液清洗一次
2.用温度计测出被测溶液的温度值;
3.按“温度”键,再按“△”或“▽”键使仪器温度显示值与被测溶液温度值一致,再按“确认”键。
4.把电极插入被测溶液内,用玻璃棒搅拌溶液,使溶液均匀后读出该溶液的 pH 值。
●如需搅拌测量,操作步骤如下:
1.按“搅拌”键;
2.再按“△”或“▽”键,使搅拌速度符合测量要求;
3.测量结束后,再按“搅拌”键,关闭搅拌器。
十二、电极电位(mV 值)的测量
1.把测量电极(离子选择电极或金属电极)和参比电极夹在电极架上;
2.用蒸馏水清洗电极头部,再用被测溶液清洗一次;
3.把测量电极(离子选择电极或金属电极)的插头插入测量电极插座(11)处
4.把参比电极接入仪器后部的参比电极接口(12)处;
5.把两种电极插在被测溶液内,将溶液搅拌均匀后,即可在显示屏上读出该离子选择电极的电极电位(mV 值),还可自动显示±极性。
6.如果被测信号超出仪器的测量范围,仪器将显示“Err”字样。
7.使用金属电极测量电极电位时,用带夹子的 Q9 插头,Q9 插头接入测量电极插座(11)处,夹子与金属电极导线相接;或用电极转换器,电极转换器的一头接测量电极插座(11) 处,金属电极与转换器接续器相连接。参比电极接入参比电极接口(12)处。(注:电极转换器为选购件,需另购。)
十三、关闭 PHS-3G 型 pH 计
用户使用完毕,按仪器的“开/关”键关闭仪器。测试完样品后,所用电极应浸放在蒸馏水中。如果仪器长期不用,请注意:
1.断开电源;
2.仪器的插座必须保持清洁、干燥,切忌与酸、碱、盐溶液接触;
3.仪器不使用时,短路插头也要接上,以免仪器输入开路而损坏仪器;
4.测量结束,建议将电极存放在参比填充液中。长期不使用时,将电极放回盒体内室温保存。