2.1.1 复合电极在纯水中受流量的影响很大
纯水中的离子很少,pH电极附近的离子基本上是由参比电极渗透出的盐桥溶液中的离子,在离子渗透速度不变的情况下,流量的变化会改变单位体积里的离子数量,从而改变pH值。可以这样形象地讲:参比电极不断地往外渗透离子,流量的变化使水样带走的离子的数量发生了变化,影响了pH值。电极受流量影响的另外一个原因是流动电位,参见下面的内容。
2.1.2 复合电极测的只是电极附近的pH值
一般的,复合电极的液接界在测量电极敏感球泡的上部1cm左右处,或平行地紧靠着测量电极,这样从参比电极渗漏出的电解液会迅速污染测量电极,改变其附近的总离子浓度,从而使得测量值只是敏感球泡附近的被改变了的pH,而不是溶液真实的pH值。这只是复合电极测不准纯水pH值的原因之一。
2.1.3 进口的流动液接或自由液接的复合电极也测不准,也受流量影响
这里有一个现象值得特别的提出:有些用户采用了一些国外进口的复合电极,这些电极采用流动液接或自由液接,盐桥溶液以较快的速度向外渗透,减小了液接电位,整个电极响应快,稳定,寿命又长,解决了纯水pH测量的几个问题,但我们不能误认为就测得准,而且它仍然受流量的影响。
2.1.4 流量计也解决不了复合电极的流量敏感性
有的产品在pH电极前面加装了一个流量计,试图通过稳定流量来解决这个问题。这样是好一些-----测值不会再随流量变化了。但到底多少流量时的pH值才算准确,这是一个谁也说不清的问题。
2.1.5 动态标定也解决不了复合电极的流量敏感性
还有的用户想通过模仿测量时的情形,将标液流动通过电极这种“动态标定”来消除以往“静态标定、流动使用”所带来的测量误差。这也是没有用的。因为在强离子浓度的标液中,电极对流量的变化不敏感,原因很好理解:测量电极附近几乎全是很强离子浓度的标液,流量根本不能改变离子强度。这就造成了:标定时因为流量变化引起的误差消失了,但测量纯水时误差又会重新出现。流量影响pH测量还有另外一个原因,就是流动电位的存在,见本文后面的内容。
总之,复合电极在测量离子强度缓冲性很小的纯水水样时,其参比渗透出的电解质(常为KCl)改变了测量电极附近的总离子强度,从而影响待测离子的活度系数,使得测量既
不准确又受流量影响。
2.1.6 解决办法:采用分离电极,将测量电极与参比电极分开
测量纯水时,如果使用的不是差分式复合电极(本文后部将有详细叙述),就必须将测量电极和参比电极分开,将参比电极放得离测量电极足够远,以至于渗漏出的电解液不污染测量电极和水样,不改变测量电极附近的离子强度。这已经成为国外许多较先进
的纯水pH测量系统的共同点。
将测量电极和参比电极分开是必须的,这将大大减少流量的敏感性,提高测试的准确性。但不是充分的,还必须有合理的流通测量池配合。如水样的流动方向还有讲究等。
这些思想都在我们的HPW-2000(超)纯水测量单元中得到了实施。测量电极HPW01和参比电极HPW02合理地安排在测量单元的相应位置上,
2.2 难点二 纯水测量的长期稳定性差
许多人都发现电极在纯水中的使用寿命远远比在普通水中的短。电极在纯水中长期稳定性差主要表现在:使用一段时间后,电极的性能明显变差,反应更加迟缓,波动更频繁,测值相差较远,标定的间隔时间越来越短。重新标定以后,发现电极的零点变化很大。几年来,我们从电厂收集了几十只用于纯水的复合电极,全是用过的,仔细分析了出现问题的原因,结果发现问题基本上都出在参比上,许多电极换了参比以后,性能完全恢复。理论和事实都已经证明:测量低、超低离子浓度水溶液pH值时出现的问题90%是出在参比上。下面我们将分析参比电极在纯水中易出的几个问题。
2.2.1、 纯水中盐桥溶液消耗快,凝胶式复合电极的漂移更快