如何準(zhǔn)確測量純水的pH值

天然水體中一般含有電解質(zhì)、有機(jī)物、顆粒物、微生物和水溶性氣體這五種雜質(zhì)，經(jīng)過不同工藝將天然水體中雜質(zhì)去除，能夠得到蒸餾水、去離子水、純水、高純水和超純水這五種不同純度的水體，雜質(zhì)去除越，水質(zhì)就越純凈。
其中，純水是指去除了水中全部非水物質(zhì)的水體。而pH值的測量原理是將pH電極與甘汞參比電極同時浸入水溶液后組成測量電池，兩電極之間需要有鹽橋才能進(jìn)行測量。因?yàn)榧兯械姆撬镔|(zhì)被全部去除，純水中離子濃度非常低，與鹽橋溶液的離子濃度形成很大的差值，增加鹽橋溶液的滲透速度，加大鹽橋的損耗，加速離子濃度的降低，所以測量過程中會出現(xiàn)電極響應(yīng)慢、測量誤差大、數(shù)值不穩(wěn)定、示值漂移、重復(fù)性差和電極使用壽命短等一系列問題。
水溫、空氣中CO2、溶液中的總離子濃度和pH表計及電極質(zhì)量都會影響純水pH值的測量。
所有測定標(biāo)準(zhǔn)中的pH值都是在25℃下的測定值，pH值會隨著水體溫度的變化而變化，而實(shí)驗(yàn)室pH表計都只補(bǔ)償了溫度對表計測量的影響，并沒有補(bǔ)償溫度對水樣本身的影響，所以為了減小水溫對pH值測量的影響，一方面可以通過電子恒溫裝置將水樣控制在25℃后進(jìn)行pH值的測量，另一方面也可以在不同溫度下測試同一水樣的pH值，得到一組pH-溫度的對應(yīng)數(shù)據(jù)，計算得到不同溫度段下的溫度變化系數(shù)，從而對pH值進(jìn)行補(bǔ)償校正，即pH(25℃)=pH(t)+(t-25)*溫度變化系數(shù)。
空氣中CO2的影響主要是由于測量過程一般是在敞口燒杯中進(jìn)行，而純水在與空氣接觸時很容易吸收空氣中的CO2，所以為了減小空氣中CO2對pH值測量的影響，不僅要加大水樣量，還需要盡量減小純水與空氣的接觸面積，同時不能攪拌和搖動水樣。
pH值反映的是H+的活度(H+)，而不是H+的濃度[H+]，是由溶液中所有離子的總濃度決定而不只決定于被測離子的濃度，即pH值隨著溶液中離子總濃度的變化而變化，另外由于玻璃電阻的內(nèi)阻高導(dǎo)致電動勢產(chǎn)生緩慢以及純水是一種沒有緩沖作用的溶液，所以在純水中會出現(xiàn)電極響應(yīng)慢的現(xiàn)象。通過加入中性鹽（如KCl）作為離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（該中性鹽的純度必須是高純度，避免雜質(zhì)干擾），來改變?nèi)芤旱碾x子總濃度，增加導(dǎo)電性，使測量即快速又穩(wěn)定。雖然該方法會引起pH值在0.005-0.01pH之間的變化，但是屬于可接受范圍。
在使用上述三種提高純水pH值測量準(zhǔn)確性的辦法之后，再選擇一款性能良好的pH表計和一只專門用于純水測量的電極，能夠更加準(zhǔn)確的測量純水的pH值。