pH计，又叫酸度计或酸度仪，是化学实验室的最常用科学仪器之一，主要用于精密测量液体介质的酸碱度值，配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值。pH计在样品pH值测试和辅助配制化学试剂等方面不可或缺，在食品、环境、医药、高校、化工等各领域均有广泛应用。
本文将带您了解一些关于pH计和电极的基础知识和专业pH电极的选用小技巧，希望对您在仪器的使用和选择中有所帮助。
一、pH计的选择：
（1）用户在选购pH计时，首先应考虑应用的场合。pH计根据应用场合可分为四大类：
各种pH计的特点和应用如下：
pH计类型 | 产品特点 | 应用场合 |
笔式pH计 | 精度低、使用方便 | 取代pH试纸，用于一些简单pH值检测。 |
便携式pH计 | 精度高、功能完善 | 现场和野外检测。（实验现场、流水线、污水处理及水产养殖等现场检测。） |
实验室pH计 | 是一种台式高精度分析仪表，精度高、功能全（有些包括打印输出、数据处理等功能） | 教学（常规实验及其他应用）、实验室（水质监测，化学实验，品质检验）等。 |
工业pH计 | 测量显示、报警和控制等功能，以及安装、清洗、抗干扰等问题的考虑。 | 对工业流程中水溶液的pH值进行连续测量，适用于化工、医药、环保、食品等水质监测。 |
（2）根据仪器精度选择：
pH计根据仪器的精度可分为：0.2级、0.1级、0.02级、0.01级和0.001级。数字越小，精度越高。
（3）根据测量样品，配置合适的pH电极。
pH电极作为pH计的核心组件，其性能好坏、恰当的选择都直接影响pH值的测量结果，如测试误差增大，读数不稳等，导致pH计无法正常使用。许多用户经常遇到在标准溶液中pH计能够正常工作，而在实际样品中无法取得准确稳定的结果的问题，多数是由pH电极的选择不合适导致。
一、pH电极的选择：
玻璃球泡和液络部是pH电极两大关键核心部件。pH电极斜率、响应时间和测量误差等性能通常由此两项部件的结构、材料及加工工艺决定。
（一）玻璃球泡(即pH敏感膜)
玻璃球泡(即pH敏感膜)的选择主要依据被测量对象的性质。
从形状上看：pH敏感玻璃膜可以制作成球形、圆柱形、平面形和尖锥形等各种不同的外形，主要是为了和被测介质的形态吻合。如球形和圆柱形，主要用于液体介质；平面形主要用于含水的半固体介质，如皮肤、肉类、皮革、纸张等；尖锥形主要用于刺入介质内部测量，如土壤、水果等。
从材料上：针对不同的样品，一般的选择规律如下：
（1）一般样品：选用常规低阻敏感膜。
此类敏感膜内阻低，一般在100 MΩ左右，响应时间较快，同时又有一定的膜厚度和强度，日常使用不易损坏。
（2）超纯水、有机溶剂等特殊样品：选用超低内阻的敏感膜。
此类样品电阻很低，超低内阻的敏感膜可以使响应更为迅速。
（3）含氢氟酸等物质的特殊样品：选用抗氢氟酸玻璃敏感膜或PVC敏感膜。
此类样品对玻璃有腐蚀作用，使用常规pH电极测量时读数持续漂移，无法得到稳定的测量电位，并且会造成敏感膜破损。而需要了解的是，即使选择抗氢氟酸玻璃，其对氢氟酸的耐腐蚀性也是有限的，抗氢氟酸玻璃只适合用于氢氟酸含量在0.01%以下的样品，而对于氢氟酸浓度在0.01%以上的样品，需要使用基于PVC膜的pH电极，该类电极在浓度超过2 mol/L的氢氟酸溶液中，依然可以正常使用。
（一）液络部
液络部的材料会影响到pH电极的读数稳定性。
液络部是pH电极的一个极其重要但又极易被忽略的关键部件，指的是电极内溶液与溶液之间的结合界面，在电极中承担着构成电流回路，消除参比填充液和样品溶液之间液接电势的作用。流速的大小、稳定性和易清洁性（或不易堵塞）是液络部的三个属性，其中流速的大小、稳定性决定了电极的基本性能，如果选择不合理，测量过程中往往表现为读数跳动、读数不稳定，长时间缓慢漂移等现象；易清洁性对pH计长时间工作状态下的测量结果的可靠性有一定的影响，用户体验也会较差。
一些常见的液络部材料
液络部材质 | 特点 |
陶瓷砂芯 | 一般被安装在玻璃电极杆上。流速一般比较稳定，相对较慢。适用于一般溶液中使用；低电导率溶液，在强腐蚀性的溶液中可能会被腐蚀，如浓硫酸。 |
多孔聚四氟乙烯 | 比陶瓷砂芯具有更高的流速。适用于中低电导率溶液pH值的测量有帮助。 |
不可移动玻璃磨口 | 生产工艺较复杂，流速控制较难，成本也很高。优点：可以设计较大的流速，使得在低电导率溶液，如超纯水等样品的pH测量变得容易；抗腐蚀性强，电极通体是玻璃材质，一般的有机溶剂，强氧化剂都不会损坏电极；不容易被堵塞，长期使用稳定性较好。 |
可移动玻璃磨口 | 将两部分分开，便于清洁。对具有一定污染性的水溶液样品或有机样品进行测量时会比较方便(非水pH滴定电极往往采用可移动玻璃磨口结构)。 |
可移动/不可移动塑料磨口 | 使用了聚四氟乙烯等塑料材质，部分或全部代替了玻璃磨口结构。成本较低。相比玻璃结构，塑料磨口的流速容易发生变化，流速稳定性较差。 |
总结：pH 电极选用指南！（上海雷磁专用型pH电极）
测量的样品 | 选择的电极 | 特点 |
超纯水 | 不可移动玻璃磨口的超纯水pH电极 | 精准控制流速，简单快捷 |
培养基样品/小液滴生物样品 | 不可移动玻璃磨口的平面pH电极 | 简单方便 |
5％浓度的氢氟酸溶液 | PVC敏感膜的氢氟酸溶液专用pH电极 | 简单快捷 |
土壤 | 高性能陶瓷砂芯刺入式锥形pH电极 | 食品级不锈钢材质，简单方便 |
非水参比填充液 | 可移动玻璃磨口的非水滴定电极 | 电位更稳定，清洗更方便 |
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