純水 pH 電極的調試方式
以下是關于純水 pH 電極調試方式的詳細描述：
一、調試前準備
1. 設備與試劑
- 確保配備專用純水 pH 電極(帶鋰玻璃膜)、高精度數字式 pH 計、恒溫循環水浴(控溫精度±0.1℃)、氮氣鋼瓶及減壓閥、3mol/L KCl 內充液、去離子水(電阻率≥18.2MΩ·cm)。
- 準備標準緩沖溶液：pH6.86(磷酸鹽)、pH4.01/9.18(鄰苯二甲酸氫鉀/硼砂)，所有溶液需用高純氮氣鼓泡脫氧處理。
2. 電極預處理
- 新電極拆除保護套后，浸入 3mol/L KCl 溶液活化 24 小時，期間多次輕搖溶液加速離子交換。
- 舊電極若存在油污或微塵，先用超聲清洗儀(50kHz)清洗 5 分鐘，再用無水乙醇脫水，最后用去離子水沖洗至電導率穩定。
二、核心調試步驟
1. 溫度補償校準
- 將電極與溫度探頭同步插入 25℃恒溫水浴中，待示值波動小于±0.02pH/min 后，用 pH6.86 緩沖液定位，誤差應<±0.02pH。
- 重復此操作驗證 0~50℃范圍內溫度系數是否符合 Nernst 方程理論值(-0.003pH/℃)。
2. 液接界電勢優化
- 采用流動法調試：以 50mL/min 流速持續通入經脫氣的去離子水，監測動態響應曲線。理想狀態下，電極應在 90 秒內達到基線平穩，且漂動幅度<±0.05pH/h。
- 若響應滯后，可用注射器從參比側緩慢注入新鮮 KCl 溶液更新液接界，直至響應時間達標。
3. 堿誤差修正
- 配制含 NaOH 的梯度溶液(pH10~12)，每階遞增 0.5pH，記錄測量偏差。當實測值較理論值偏低>0.1pH 時，啟用儀器內置堿誤差校正功能，輸入實際偏差值得出修正曲線。
4. 殘余電流消除
- 連接電極至電解池，施加±0.1V 極化電壓交替掃描，持續 30 分鐘后斷開電路。此操作可有效清除玻璃膜吸附的雜質離子，恢復電極選擇性。
三、性能驗證與質控
1. 精密度測試
- 在 25℃條件下，對 pH7.00±0.01 的標準溶液連續測量 10 次，計算標準差應<±0.03pH。
- 切換至 pH4.01 和 pH9.18 溶液驗證量程線性，各點誤差均需滿足 ±0.05pH 以內。
2. 抗干擾測試
- 向被測水中分別加入 1ppm Fe3?、Al3?等常見金屬離子，觀察讀數變化。優質純水電極的干擾誤差應<±0.1pH。
3. 長期穩定性監測
- 每日開機后先用去離子水沖洗電極 3 次，再測量 QC 樣品(自制超純水)。建立 Levey-Jennings 質控圖，當連續 3 點超出±1SD 時觸發預警。
通過上述系統性調試，可使純水 pH 電極的檢測下限延伸，滿足半導體級超純水(理論 pH7.00)的精確測量需求。日常維護需注意每周更換內充液，每月進行再生處理，并避免接觸有機硅化合物。
