pH電極有兩個(gè)功能需要校準(zhǔn):
溫度校準(zhǔn)
隨著pH值中性(pH值7)偏移或溫度從25°C偏移,電化學(xué)輸出會(huì)受到影響。
* 例如:溫度在25° C,PH5 的毫伏值沒有受到影響。
** 如果溫度降低到15° C,電極輸出將被轉(zhuǎn)移0.06 個(gè)pH 單位。
• 當(dāng)新的電極第一次投用,電極的輸出溫度(從3K BALCO 或Pt1000 RTD)必須進(jìn)行校準(zhǔn)一次。此校準(zhǔn)不需要重復(fù)。
• 因?yàn)闇囟鹊臏y(cè)量對(duì)電化學(xué)測(cè)量具有重要影響,在pH 值/ MV 校準(zhǔn)前,新的pH 電極輸出的溫度應(yīng)該校 驗(yàn)。
注:所有SIGNET 變送器和控制器包含自動(dòng)溫度補(bǔ)償
補(bǔ)償(Offset)和斜率(Slope)的校準(zhǔn) 由于pH電極的特性不斷變化,pH電極校準(zhǔn)是電極標(biāo)準(zhǔn)化工作中必須經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作。電極中含有一種凝膠,隨著時(shí)間的推 移會(huì)耗盡,因此儀器必須定期重新調(diào)整,以保持系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。影響探頭性能的因素有很多,包括老化、溫度、涂層和化學(xué)品等。在 清洗和調(diào)節(jié)后,Signet pH電極可在兩個(gè)不同pH值的pH緩沖溶液中校準(zhǔn)(兩點(diǎn)校準(zhǔn))。 pH電極是通過將其置于已知pH的緩沖溶液中并測(cè)量電池電位來校準(zhǔn)的。pH值在pH 2-11范圍內(nèi)是線性函 數(shù),因此需要兩個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。最常見的校準(zhǔn)緩沖液是4.01和7.00(@ 25°C)。如果pH值是在酸到中性范圍測(cè)量, 我們建議使用緩沖pH 4.01和緩沖pH 7.00進(jìn)行校準(zhǔn)。如果測(cè)量的是堿性樣品,我們建議使用緩沖7.00和緩沖 10.01進(jìn)行校準(zhǔn)。 玻璃電極的響應(yīng)主要由偏移(Offset)和斜率(Slope)兩個(gè)參數(shù)組成。pH為7時(shí)pH電極的理論輸出為0 mV。偏移是pH值與標(biāo)稱值的偏差。在Signet變送器種,偏移校準(zhǔn)是在STANDARD下進(jìn)行的。 玻璃電極斜率為每個(gè)pH單位(mV/pH)產(chǎn)生的mV。在25°C,理論斜率為59.16 mV / pH。因此,在pH 4.01 時(shí),會(huì)產(chǎn)生+177 mV,而在pH 10.01時(shí)(H+濃度較低),將產(chǎn)生-177 mV的電位(見表2)。對(duì)于一個(gè)新的電 極來說,在pH為7.00時(shí)將產(chǎn)生0-15 mV,其斜率效率(slope efficiency)在93.2 - 103%之間。在Signet 變送器中,手動(dòng)斜率校準(zhǔn)操作菜單是在SLOPE里。
pH系統(tǒng)校準(zhǔn)
ORP沒有溫度傳感器,所以系統(tǒng)校準(zhǔn)只是電化學(xué)的微調(diào)。
ORP電極較典型的pH傳感器需要更少的頻率校準(zhǔn),氧化還原電位是鉑電極與溶液中氧化還原物質(zhì)相互作用的特征。
ORP測(cè)量只是反應(yīng)過程中溶液還原或氧化電位的一個(gè)指標(biāo)。始終執(zhí)行單點(diǎn)校準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)化)。使用9900或9950變送器,這可以在
STANDARD菜單里執(zhí)行,忽略視斜率校準(zhǔn)。如果在EasyCal(9900變送器第4代或更新)下校準(zhǔn)ORP電極,單點(diǎn)校準(zhǔn)將是您的選
擇。
一個(gè)新的ORP電極測(cè)量所列值+/- 20mv。如果傳感器本身具有+/- 20mv的重復(fù)性,兩點(diǎn)校準(zhǔn)不會(huì)提高測(cè)量的精度。除此之外,ORP沒
有溫度補(bǔ)償, 所以如果測(cè)量不是在25°C下進(jìn)行,任何好處都將丟失。在極少數(shù)的應(yīng)用中一個(gè)真正的兩點(diǎn)校準(zhǔn)是可能的,只有一個(gè)氧化還
原偶在溶液中存在且它的化學(xué)性質(zhì)是已知的。
校準(zhǔn)應(yīng)該使用預(yù)調(diào)好的ORP標(biāo)準(zhǔn)溶液如Zobell'S或LIGHT'S標(biāo)準(zhǔn)液,,或使用標(biāo)準(zhǔn)pH值4.01緩沖液和pH值7.00緩沖液混合飽和醌氫醌
粉(表3)。如果所有的醌氫醌溶解,繼續(xù)添加直至少量的醌氫醌不能溶解。醌氫醌是ORP電極測(cè)定的氧化劑。請(qǐng)注意,Zobell的標(biāo)準(zhǔn)
液與Signet ORP儀表中的AutoCal功能不兼容。
預(yù)先包裝或混合的醌氫醌溶液強(qiáng)度大,對(duì)電極有持久的影響,因此在校準(zhǔn)后建議在返回使用前對(duì)電極進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)
室儀表確認(rèn)的已知樣品校準(zhǔn)ORP電極。
選擇一個(gè)mV值工藝值的溶液,如果可能的話,將溶液的溫度調(diào)整到工藝溫度,以使偏移最小化。
ORP電極可以工作直到偏移超過50 mV。
當(dāng)偏移量大于50mv時(shí),應(yīng)更換電極。
Zobell's
溶液
Light's
溶液
pH4緩沖液
帶氫醌*
pH7緩沖液
帶氫醌*
ORP at 20 °C 268 mV 92 mV
ORP at 25 °C 228 mV 469 mV 263 mV 86 mV
ORP at 30 °C 258 mV 79 mV
表3:
ORP 測(cè)試溶液
* 氫醌飽和液 或者1/8 克/
pH 7 50mL/pH 4飽和溶
液,或帶1/8g 氫醌的PH7
緩沖液
ORP系統(tǒng)校準(zhǔn)
如何計(jì)算pH電極的斜率效率
選擇兩個(gè)pH緩沖液檢查pH探頭性能,pH 4.01和pH 7.00。測(cè)量電位(E2-E1)與pH值(7.00 - 4.01)的比值給出直線的斜率。
1. 讀取兩個(gè)校準(zhǔn)緩沖液中產(chǎn)生的mV電位。
2. 確定斜率(每pH單位產(chǎn)生的mV電位)。
3. 這個(gè)數(shù)字除以理論斜率,pH值59.16 mV / @ 25°C再乘以100。
示例1
pH電極在pH 7.00緩沖液中產(chǎn)生-12 mV,在pH
4.01緩沖液中產(chǎn)生+162 mV。
160 mV - (-12 mV) = 172 mV
172 mV/ 3 = 57.33 mV/pH unit
57.33/59.16 x 100 = 96.9 % 效率
在例2中,斜率效率為90.1%是可以接受的,但是-45 mV的偏移量是不可接受的。偏移可. 是參考電極被污染或中毒的結(jié)果。斜率偏移
可能是玻璃被蝕刻或附著硬物的結(jié)果。
隨著電極的老化,斜率逐漸減小,一般可接受85% - 105%的斜率。如果偏置值(pH 7.00)為> +/- 45mv,則應(yīng)更換電極。當(dāng)電極要
求很高的精度時(shí),偏移量和斜率值需要盡可能接近理論值。
2點(diǎn)pH校準(zhǔn)請(qǐng)參閱儀表手冊(cè)的校準(zhǔn)部分。如果是4-20mA的無顯示應(yīng)用,請(qǐng)參閱2751智能傳感器信號(hào)放大器的校準(zhǔn)部分,以便進(jìn)行
兩點(diǎn)pH校準(zhǔn)。