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pH值，純水，低電導(dǎo)率水，低離子強度，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，因為pH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、低離子強度溶液和普通離子強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)定時間長，并導(dǎo)致精度差。
 
優(yōu)化pH值測試結(jié)果
有幾個不同的因素可以優(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
• 校準(zhǔn)pH電極
• 處理與維護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，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計來減少信號噪聲，例如奧豪斯ST420 雙液界pH電極具有良好的屏蔽效果，配合AB41PH高阻抗pH計。

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同時補償溫度結(jié)果使測量更為方便。 取樣注意事項
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，因為空氣會通過塑料擴散。
2. 對于樣品的運輸和儲存，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間。
4. 確保所有容器和設(shè)備在使用前用純水進行三次沖洗，以避免可能來自各種來源的交叉污染。 

校準(zhǔn)pH電極
當(dāng)測量低離子強度樣品時，在高離子強度緩沖液中校準(zhǔn)pH電極將增加穩(wěn)定所需的時間。此外，樣品污染的可能性也會增加。對于最精確的測量，緩沖液和樣品應(yīng)該具有相似的離子強度。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，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，要同時報告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. 對于每個被測試的樣品，準(zhǔn)備一份用于測試和一個或多個用于沖洗。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，讓電極有足夠的時間完全響應(yīng)。最好的精度和準(zhǔn)確度發(fā)生時，充足的時間以達到穩(wěn)定。一旦建立了標(biāo)準(zhǔn)的響應(yīng)時間，可以考慮使用定時讀取來提高足夠的等待時間，從而實現(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連續(xù)結(jié)果在期望的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)一致。詳見ASTM D1293 www.astm.org。 

總結(jié)
在低離子強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。