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酸度（pH）檢測

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發(fā)布時間：2025-07-15 16:26:49 更新時間：2025-07-14 16:26:50

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

酸度（pH）檢測

酸度，通常以pH值表示，是衡量水溶液（或特定物質(zhì)的提取液、懸浮液）酸堿性強(qiáng)弱的核心參數(shù)。pH定義為氫離子活度（濃度）的負(fù)對數(shù)（pH = -log₁₀[H⁺]），其數(shù)值范圍通常在0到14之間。pH值為7表示中性（如純水），低于7表示酸性（數(shù)值越小，酸性越強(qiáng)），高于7表示堿性（數(shù)值越大，堿性越強(qiáng)）。pH值是許多化學(xué)和生物過程的關(guān)鍵影響因素，在眾多領(lǐng)域具有極其重要的意義。

在環(huán)境監(jiān)測中，水體pH值直接影響水生生物的生存、污染物的形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化。飲用水pH值關(guān)系到口感、腐蝕性以及對輸水管網(wǎng)的潛在損害。在工業(yè)生產(chǎn)中，如化工、制藥、電鍍、食品飲料加工，精確控制反應(yīng)條件、產(chǎn)品質(zhì)量、微生物活性乃至設(shè)備防腐都離不開pH監(jiān)控。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤pH值決定了養(yǎng)分的有效性和作物的生長狀況。醫(yī)藥、化妝品、科研實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)域也需要精確測定pH。因此，準(zhǔn)確、可靠地測定pH值是一項(xiàng)基石級的檢測項(xiàng)目。

檢測項(xiàng)目

酸度（pH）檢測的核心項(xiàng)目就是測定樣品溶液的pH值。具體應(yīng)用場景廣泛，包括但不限于：

水質(zhì)檢測：飲用水、地表水（河流、湖泊、水庫）、地下水、海水、廢水（生活污水、工業(yè)廢水）等。
土壤檢測：農(nóng)田土壤、園林土壤、污染場地土壤的酸堿度評估。
食品與飲料檢測：果汁、乳制品、酒類、調(diào)味品、肉類、果蔬產(chǎn)品等，影響風(fēng)味、防腐、加工工藝及食品安全（如罐頭殺菌效果）。
化工產(chǎn)品檢測：原料、中間體、成品（如洗滌劑、化妝品、藥品）的酸堿性控制。
生物及醫(yī)藥檢測：細(xì)胞培養(yǎng)液、緩沖溶液、血液（需特殊電極）、藥品溶液等。
工業(yè)過程控制：反應(yīng)釜、清洗線、冷卻水系統(tǒng)等生產(chǎn)流程中的實(shí)時監(jiān)控。

準(zhǔn)確測定pH值對于評估樣品性質(zhì)、控制工藝過程、確保產(chǎn)品質(zhì)量安全合規(guī)至關(guān)重要。

檢測儀器

現(xiàn)代酸度（pH）檢測主要依靠pH計（也稱酸度計）進(jìn)行，它是一種基于電位法的精密電子儀器。核心組件包括：

pH電極（測量電極）：通常為復(fù)合電極（Combination Electrode），集成了pH敏感玻璃電極（感應(yīng)H⁺變化）和參比電極（提供穩(wěn)定的電位基準(zhǔn)）于一體。玻璃電極內(nèi)充有特定pH值的緩沖溶液。
溫度傳感器：通常內(nèi)置在復(fù)合電極中或作為獨(dú)立探頭。pH值與溫度相關(guān)，溫度補(bǔ)償功能對于獲得準(zhǔn)確結(jié)果必不可少。
電子讀數(shù)單元（主機(jī)）：將電極產(chǎn)生的微小電位差（mV級）放大、處理，并根據(jù)能斯特方程轉(zhuǎn)換成pH值顯示在屏幕上。具備校準(zhǔn)、溫度補(bǔ)償、數(shù)據(jù)存儲/輸出等功能。

根據(jù)使用場景和精度要求，pH計可分為：

便攜式pH計：小巧輕便，電池供電，適用于現(xiàn)場快速檢測（如環(huán)境監(jiān)測、水質(zhì)調(diào)查）。
實(shí)驗(yàn)室臺式pH計：精度高、功能多（如多點(diǎn)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄、連接電腦），適用于實(shí)驗(yàn)室精確分析。
在線/過程pH計：安裝在生產(chǎn)管道或反應(yīng)容器中，實(shí)時連續(xù)監(jiān)測pH值，常用于工業(yè)自動化控制。

此外，pH試紙（基于指示劑顯色原理）也是一種簡便快速的半定量測量工具，但其精度和準(zhǔn)確性遠(yuǎn)低于pH計。

檢測方法

使用pH計進(jìn)行酸度（pH）檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法步驟通常如下：

儀器準(zhǔn)備：
- 檢查電極狀態(tài)，確保敏感玻璃球泡無破損、無污染、內(nèi)充液充足。
- 若電極干燥或長時間未用，需按說明書在專用儲存液（如3M KCl溶液）或pH=4緩沖液中充分浸泡活化（通常數(shù)小時至過夜）。新電極或更換填充液后需活化。
- 連接電極和主機(jī)，開機(jī)預(yù)熱穩(wěn)定。
校準(zhǔn)（標(biāo)定）：
- 選擇兩點(diǎn)或多點(diǎn)校準(zhǔn)法（通常使用pH=4.01、pH=7.00、pH=10.01或pH=9.21的緩沖溶液）。
- 用去離子水沖洗電極并用濾紙輕輕吸干（切勿擦拭玻璃球泡）。
- 將電極浸入第一種緩沖液（如pH=7.00），待讀數(shù)穩(wěn)定后（通常幾秒到幾十秒），在儀器上設(shè)定該點(diǎn)校準(zhǔn)值。
- 沖洗、吸干電極后，浸入第二種緩沖液（如pH=4.01），同樣待穩(wěn)定后設(shè)定校準(zhǔn)值。對于高精度測量或測量堿性樣品，建議進(jìn)行第三點(diǎn)（如pH=10.01）校準(zhǔn)。
- 檢查校準(zhǔn)斜率（通常應(yīng)在95%-105%之間）和零點(diǎn)偏移。
樣品測量：
- 確保樣品溫度與校準(zhǔn)緩沖液溫度相近（或儀器具有自動溫度補(bǔ)償ATC）。若溫差大，需將樣品和緩沖液置于相同環(huán)境溫度下平衡，或使用溫度探頭進(jìn)行補(bǔ)償。
- 用去離子水徹底沖洗電極并輕輕吸干。
- 將電極完全浸入待測樣品溶液中（確保液面沒過電極測量端），輕輕攪動或旋轉(zhuǎn)電極使溶液均勻。
- 等待讀數(shù)穩(wěn)定（變化小于0.1 pH單位/分鐘），記錄顯示的pH值和測量溫度。
測量后處理：
- 立即用去離子水徹底沖洗電極。
- 將電極存放在制造商推薦的儲存液中（通常是3M KCl溶液或?qū)Ｓ帽Ｗo(hù)液），切勿在去離子水中長期存放。
- 定期清潔電極（根據(jù)污染情況選擇適當(dāng)清潔劑）。

關(guān)鍵要點(diǎn)：定期校準(zhǔn)（每次使用前或至少每天）、正確的電極維護(hù)（活化、清潔、儲存）、溫度補(bǔ)償、避免交叉污染是保證pH測量準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

酸度（pH）檢測有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)范，以確保不同實(shí)驗(yàn)室和人員操作的一致性和結(jié)果的可比性。常用的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)包括：

國際標(biāo)準(zhǔn)：
- ISO 10523:2008 Water quality - Determination of pH.
- ASTM D1293-18 Standard Test Methods for pH of Water.
- US EPA Method 150.1 Determination of pH by Electrometric Measurement (適用于水及廢水).
中國國家標(biāo)準(zhǔn) (GB):
- GB/T 5750.4-2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法感官性狀和物理指標(biāo) 第4部分：pH值（玻璃電極法）。這是國內(nèi)飲用水pH檢測的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)。
- GB/T 6920-1986 水質(zhì) pH值的測定玻璃電極法 (廣泛適用于各類水質(zhì))。
- GB 5009.237-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測定（針對食品基質(zhì)）。
- 其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：針對特定基質(zhì)（如土壤GB 7859-1987, 化妝品等）也有專門的pH測定標(biāo)準(zhǔn)或方法章節(jié)。

這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了適用范圍、方法原理、儀器設(shè)備（特別是對pH計和電極的精度要求）、試劑（緩沖溶液配制）、操作步驟（校準(zhǔn)和測量程序）、結(jié)果計算與表示、精密度和準(zhǔn)確度控制、注意事項(xiàng)（如溫度、干擾因素）等內(nèi)容。進(jìn)行pH檢測時，必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或適用的通用檢測標(biāo)準(zhǔn)。檢測報告應(yīng)注明所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法。