pH原理及应用
一、原理
1.ph测试的重要性
许多化学反应取决于ph值的大小，如化学反应速度，化学药品的溶解度，微生物的生理特性等与ph密切相关。我们日常生活用品，如自来水，食品、纸张、乃至于药品，都经过了ph测试。
2.ph由来
3.ph电极感测理论
e = e0+2.303rt/nf lgah+
二、ph与温度
1.温度影响ph值，怎么影响呢？有以下5个方面：
1）电极斜率
2）ph缓冲液
3）样品温度
4）参比元件漂移
5）温度电极误差
2.电极斜率变化
电极斜率会随温度变化，一般温度系数3.35×10-3/℃，斜率变化可通过三种方式补偿：手动，用自动温度补偿atc探头补偿，仪表根据当前温度自动计算出斜率，从而自动计算ph测试值。
3.缓冲液与样品ph改变
缓冲液与样品ph会随温度变化，在不同的温度下ph值不同，因为溶液化学平衡性与温度有关。通常标准液在不同温度下的ph值已知，因此可用这种缓冲液校正来消除温度引起的误差。
下表是各种标准液在不同温度下的ph值。由于样品特性各异，它们的ph值与温度变化关系不可预知，因此必须在同一温度下测试和校正，报告溶液的ph值时要注明温度，使用atc探头，以达到*测试。
4.参比元件漂移
当温度变化时，ph电极与参比电极的内部参比元件要有一个达到热平衡的过程，在这过程中会使ph测值漂移，不稳定。这个过程可能持续很长，使电极反应变慢。ross ph电极使用设计的参比元件，减少了热平衡的时间，使电极反应快速。
5.温度电极误差
当把温度探头和ph电极同时插入温度显著变化的溶液中时，读数会不稳，漂移，原因有二：首先，温度探头与ph电极的温度特性不一致，延长了热平衡和漂移的时间；其次，溶液内部各点的温度并不*一致，有可能使ph电极与温度探头或测的点不一致。orion有两种技术可以消除这种误差，分别为logr技术和phuture电极技术。logr技术使perphect® 直接感测到ph电极所处点的温度，phuture在电极头上有一个温度晶片。因此，ph电极和温度探头的反应特性，感测点都一样，从而大大减小了温度电极误差。
三、参考电极
目的：提供一个稳定的比较电位
分类：ag / agcl， hg / hgcl2，ross电极
种类：单阶 / 双阶参考电极
典型问题：▲隔膜堵塞，如粉粒，蛋白质固化
▲填充液中毒，如ag+与s2-反应
▲电解液浓度改变或污染
▲隔膜电位，扩散电位不稳定
隔膜特性：▲隔开填充液与样品
▲隋性，低阻抗性
▲允许填充液以固定低流速流出
▲不是离子交换特性
▲种类：多孔性陶瓷，纤维、白金、套筒
▲有的隔膜可更换，如gli公司五线电极
填充液：使用高浓度kcl
kcl特性：▲固定[cl-]
▲化学活性差，不易与样品起反应
▲良好导电性
▲阴、阳离子迁移速率相近
单位：cm2 s-1 v-1，at 25℃
h+
36.25×10-4
oh-
20.64×10-4
li+
4.01
f-
5.74
na+
5.19
cl-
7.91
k+
7.62
no3-
7.41
nh4+
7.62
ac-
4.24
四、ross电极
为克服参比元件漂移的影响，orion专门设计出了ross电极。我们知道，参考元件一般为ag/agcl或hg / hgcl2，这两种元件的溶解率随温度变化，甘汞电极通常在经过温度变化后，返回原温度时，读数无法回到原读值，故甘汞电极不太适用于温度有变化的场合。ag/ agcl溶解率也随温度变化，为消除此影响，通常感测电极也使用ag/ agcl，因测的是比较电位，故参比元件与感测元件同时改变不会影响读数，但是，当复合电极浸入高温溶液时，两个内部元件因距表面位置不同会造成一段时间的漂移。
由dr. jamesross所开发的ross电极可解决问题，参考元件采用*水溶性的i / ki溶液及白金线，该组合的电位不受温度影响，准确度、度也大大提高。
ross电极特点：
▲快速反应
当样品温度变化显著时,ross电极可快速地达到热平衡。
▲温度特性佳
假设将传统电极与ross电极同时浸在25℃时的ph4.01 标准液中，然后移到75℃的标准液中，此时ross电极几乎立即反应出准确值ph4.13，而传统式电极测值则在3分钟后才开始向ph4.13移动，当两支电极再浸回25℃的标准液时，ross电极在30 秒内，读值可达4.01，而传统电极则明显有极大误差！
▲隔膜耐堵塞
ross电极不产生沉淀物，因而不会堵塞电极隔膜。
▲无样品污染
传统电极会析出金属离子到样品中，ross电极不含ag+，hg2+，因而不会污染样品，可用于测试不允许微量金属离子存在的样品，如生化试剂、食品、药品等。
▲双阶设计
允许填充与样品相似的溶液，以减小隔膜电位影响。例如在测定强酸，强碱或非水溶液，有时为避免k+，cl-干扰，并可更换填充液。
▲ sure-flow® junction
清洗方便，恒流设计，用于脏，粘样品。
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1.ph测试的重要性
许多化学反应取决于ph值的大小，如化学反应速度，化学药品的溶解度，微生物的生理特性等与ph密切相关。我们日常生活用品，如自来水，食品、纸张、乃至于药品，都经过了ph测试。
2.ph由来
3.ph电极感测理论
e = e0+2.303rt/nf lgah+
二、ph与温度
1.温度影响ph值，怎么影响呢？有以下5个方面：
1）电极斜率
2）ph缓冲液
3）样品温度
4）参比元件漂移
5）温度电极误差
2.电极斜率变化
电极斜率会随温度变化，一般温度系数3.35×10-3/℃，斜率变化可通过三种方式补偿：手动，用自动温度补偿atc探头补偿，仪表根据当前温度自动计算出斜率，从而自动计算ph测试值。
3.缓冲液与样品ph改变
缓冲液与样品ph会随温度变化，在不同的温度下ph值不同，因为溶液化学平衡性与温度有关。通常标准液在不同温度下的ph值已知，因此可用这种缓冲液校正来消除温度引起的误差。
下表是各种标准液在不同温度下的ph值。由于样品特性各异，它们的ph值与温度变化关系不可预知，因此必须在同一温度下测试和校正，报告溶液的ph值时要注明温度，使用atc探头，以达到*测试。
4.参比元件漂移
当温度变化时，ph电极与参比电极的内部参比元件要有一个达到热平衡的过程，在这过程中会使ph测值漂移，不稳定。这个过程可能持续很长，使电极反应变慢。ross ph电极使用设计的参比元件，减少了热平衡的时间，使电极反应快速。
5.温度电极误差
当把温度探头和ph电极同时插入温度显著变化的溶液中时，读数会不稳，漂移，原因有二：首先，温度探头与ph电极的温度特性不一致，延长了热平衡和漂移的时间；其次，溶液内部各点的温度并不*一致，有可能使ph电极与温度探头或测的点不一致。orion有两种技术可以消除这种误差，分别为logr技术和phuture电极技术。logr技术使perphect® 直接感测到ph电极所处点的温度，phuture在电极头上有一个温度晶片。因此，ph电极和温度探头的反应特性，感测点都一样，从而大大减小了温度电极误差。
三、参考电极
目的：提供一个稳定的比较电位
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▲填充液中毒，如ag+与s2-反应
▲电解液浓度改变或污染
▲隔膜电位，扩散电位不稳定
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▲隋性，低阻抗性
▲允许填充液以固定低流速流出
▲不是离子交换特性
▲种类：多孔性陶瓷，纤维、白金、套筒
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填充液：使用高浓度kcl
kcl特性：▲固定[cl-]
▲化学活性差，不易与样品起反应
▲良好导电性
▲阴、阳离子迁移速率相近
单位：cm2 s-1 v-1，at 25℃
h+
36.25×10-4
oh-
20.64×10-4
li+
4.01
f-
5.74
na+
5.19
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7.91
k+
7.62
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7.41
nh4+
7.62
ac-
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四、ross电极
为克服参比元件漂移的影响，orion专门设计出了ross电极。我们知道，参考元件一般为ag/agcl或hg / hgcl2，这两种元件的溶解率随温度变化，甘汞电极通常在经过温度变化后，返回原温度时，读数无法回到原读值，故甘汞电极不太适用于温度有变化的场合。ag/ agcl溶解率也随温度变化，为消除此影响，通常感测电极也使用ag/ agcl，因测的是比较电位，故参比元件与感测元件同时改变不会影响读数，但是，当复合电极浸入高温溶液时，两个内部元件因距表面位置不同会造成一段时间的漂移。
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▲温度特性佳
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