应用贴士
纯水和其它低电导率水中的pH
实验室和Grab样品测量
现在可以挑战纯化水（及其它低电导率水样）的pH测量了！这取决于低离子强度和样品的未缓冲性。这些因素导致了读数噪音大、响应慢、漂移大、精确度和准确度低。本贴士将讨论如何解决这些问题。
pH测试的难度
电导率小于100μS/cm的水样通常被称为低电导率水样（见ASTM D5464）。高纯水的pH值取决于水中二氧化碳（CO2）的含量，通常在5.5 – 7.5pH。测量纯水和低电导率水样的难度在于：
- 低电导率水样阻抗高，这会导致读数噪音大且信号漂移。
- 因为水中离子浓度低，缓冲性也很弱，所以常受污染物（比如吸收CO2和氨气，或接触采样、运输、储存、操作和测试等来源中的污染物）的影响。
- 电极内部填充液和外部样品之间的巨大离子强度差异可能产生明显的液接界电位，会影响测量的准确性、精确性，延长稳定时间。
很难想到这些简单的pH检测会有这么大的难度。
优化pH测试结果的几个要素
以下几点要素能够优化纯水或其它低电导率水样中pH检测结果，包括：
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电极、液接界、填充液的选择：
- 尽管低阻抗液接界经常被采用，但专家并不同意这种电极液接界是最好的。
避免使用含有饱和银的电极填充液——与纯水接触产生沉淀，导致液接界堵塞产生高阻抗。
- 使用屏蔽性好、阻抗高的pH电极来降低型号噪音。
在我们的实验中，Orion ROSS® pH电极（使用无银填充液）性能表现最好——8107三合一的毛细管液接界，8102的陶瓷液接界，8172的Sure-Flow®液接界。
- 因为pH测量对温度敏感，使用三合一电极或自动温度补偿（ATC）探头来测量样品的温度，并自动调节电极的响应斜率。
- 采样的注意事项
- 低电导水样品尽量少接触空气和CO2。推荐使用玻璃仪器，因为空气会扩散穿过塑料容器。
- 集装箱化运输和保存样品，可以不留顶部空气。
- 采样后应尽快测试样品以减少样品的温度变化,样品曝气,与样品容器接触的时间。
- 确保所有容器和设备在使用前纯水冲洗三次以避免各种来源的交叉污染。
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pH电极的校准
- 当标准液与待测样相差2℃以内可以获得最优结果，请使用ATC或三合一pH电极来测量温度 。
如果标准液和待测样不能在同一温度下测量pH，可以使用ATC或三合一pH电极测量温度将斜率调节一致，并测量出当前温度下的pH值
报告中应同时包含pH值和温度。
- 校准后冲洗电极可以避免交叉污染待测样。
如果有微量pH缓冲液残留也会显著改变纯水的pH值结果。
请使用高纯水冲洗探头。
pH电极处理方法
因为纯水会萃取出pH球泡中的离子，请使用电极存储液浸泡电极以恢复pH球泡表面成分。
如果响应迟钝，请清洗pH电极来活化pH球泡和液接界。推荐使用Orion pH清洗液C (Orion 900023)。
怎样测试纯水、其他低电导率水的pH？
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方法一：使用最优方法冲洗和测试技术
- 测试每个样品前，准备一份测试样品和一份或多份用来清洗的样品，。测试样品前将pH电极浸入清洗样品中慢慢摇动。
清洗可以减少交叉干扰，将电极调整到样品的温度，清洗液接界并使其适应样品的离子强度。
相同冲洗技术可以用于校准过程中。
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缓慢搅拌样品可以提高电极响应速度。只要空气不会因为搅拌进入样品，就可以持续地进行搅拌。
- 使用连续读数模式，允许足够的时间使电极完全响应。当有足够的时间达到稳定时可获得最好的精确度和准确度。
一旦确定标准响应时间，考虑使用定时读数模式在充分的时间间隔后，取得一致和准确的结果。
为了使测量精度更高，推荐参考ASTM D1293来连续测量多份样品直到漂移达到最小，并且连续两份样品的结果都满足标准。详见ASTM D1293@www.astm.org 。
方法二：调节样品离子强度(比如USP Purified Water test protocol)
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- 为了明显改善精确度和测量响应时间，可以在样品中加入离子强度调节剂，这不会明显影响pH值1。
通过调节离子强度，可以克服样品的高阻抗，并且消除了样品和电极填充液之间的离子强度差异。
- 加入0.30mL饱和KCl溶液(约3 - 4 M)，到100mL的待测样品中，轻微搅拌并照常测量。
也可使用Orion 纯水pH检测套件(Orion 700001)，包括KCl背景的稀释缓冲液，和pH ISA离子强度调节剂，可以使样品背景接近标准液的背景。
1比如，添加KCl至0.01M可引起+0.02pH的漂移。(Metcalf, Peck, and Arent, , Analyst, July 1990, Vol 115, 899).
