懸浮液與膠體pH測量指南

測量難點與關鍵問題

懸浮液和膠體在pH測量中主要存在以下特殊問題：

懸浮效應：這是測量懸浮液或膠體pH值時最常見且最嚴重的問題。

產生原因：當參比電極的鹽橋與被測懸浮液或膠體接觸時，溶液中帶電的膠體微粒或懸浮顆粒會強烈影響鹽橋接界處陽離子和陰離子的擴散速度，從而產生很大的液接界電勢。

影響：這種附加電勢會導致驚人的測量誤差，上下層清液與沉積物之間的pH測量值差異可達4個pH單位。

電極污染：懸浮顆粒或膠體物質可能堵塞參比電極的液接界，導致響應遲緩、讀數不穩定或損壞。

電極電位不穩定：膠體顆粒表面電荷與電極表面可能發生相互作用，影響電極電位的穩定性。

標準測量方法與步驟

樣品預處理

根據樣品性質和測量要求，可選擇合適的預處理方法：

離心分離：對于渾濁的樣品，建議事先經過離心分離，然后將鹽橋接界端放在清澈透明的溶液中進行測量。這是避免懸浮效應有效的方法之一。

靜置沉降：若無離心條件，可將樣品靜置一段時間，待固體顆粒沉降后，測量上清液。

注意事項：預處理可能會改變樣品的原始pH值，例如二氧化碳吸入或揮發性成分損失。如需測量原始pH，應在報告中標明預處理步驟。

電極選擇與準備

使用適合的pH電極：對于渾濁或有色樣品，常規pH電極仍可使用，但需特別注意液接界類型和維護。

參比電極選擇：選用液接界面積較大、不易堵塞的參比電極（如套管型或纖維芯型）。

電極校準：嚴格按照電極使用說明，用標準緩沖溶液在測量溫度下進行兩點或多點校準。

標準測量流程

以下以顏料和體質顏料水懸浮液pH值的測定為例，說明標準流程：

樣品配制：按規定比例將樣品與蒸餾水或去離子水混合，配制一定濃度的懸浮液。

攪拌與恒溫：將懸浮液置于適當容器中，以恒定速度攪拌，并在規定溫度下（如23±2°C）恒溫。

pH測量：

將電極系統浸入懸浮液中。

在連續攪拌或靜置條件下（根據標準規定），讀取pH值。

觀察讀數變化，待其穩定后記錄最終值。

結果表示：記錄測量溫度、樣品濃度、攪拌條件等參數。

關鍵操作技巧與注意事項

液接界端放置位置：為防止出現"懸浮效應"，要特別注意液接界端的放置位置，正確的方法是將鹽橋接界端放在清澈透明的溶液中。對于渾濁的樣品應事先經過離心分離再進行測量。

攪拌控制：

適度攪拌有助于保持懸浮液均勻，并獲得更穩定的讀數。

但過度劇烈攪拌可能引入氣泡、產生靜電或改變樣品溫度。

測量時間控制：

對于不易沉降的體系，可在攪拌下測量。

對于易沉降體系，應在規定時間內完成讀數。

溫度控制：pH測量對溫度敏感，務必在恒定溫度下進行測量和校準。

電極維護：

測量后及時用去離子水清洗電極。

定期按廠家要求清潔和保存電極。