水中氫離子濃度指數測定方法-電極法

中華民國93年4月7日環署檢字第0930024648號公告

自中華民國93年7月15日起實施

NIEA W424.51A

Contents 1 方法概要 2 適用範圍 3 干擾 4 設備及材料 5 試劑 6 採樣及保存 7 步驟 8 結果處理 9 品質管制 10 精密度與準確度 11 參考文獻

方法概要

利用玻璃電極及參考電極，測定水樣中電位變化，可決定氫離子活性，而以氫離子濃度指數（pH）表示之（於 25℃，理想條件下，氫離子活性改變 10 倍，即改變一個 pH 單位，電位變化為59.16 mV）。

適用範圍

本方法適用於飲用水水質、飲用水水源水質、地面水體、地下水、放流水及廢（污）水中pH值之測定。

干擾

1. pH 值在 10 以上時，高濃度之鈉離子造成測定誤差，可改用 特殊低鈉誤差電極（Low sodium error electrode）以減少誤差。
   
2. 溫度對 pH 測定之影響：
   

pH 計之電極電位輸出隨溫度而改變，可由溫度補償裝置校正之﹔水樣之離子平衡隨溫度而變化，測定時應同時記錄水溫。

設備及材料

1. pH 計：附有溫度補償裝置。
   
2. 玻璃電極。
   
3. 參考電極：使用甘汞電極或銀─氯化銀電極。
   
4. 電磁攪拌器。
   
5. 溫度計及/或自動溫度補償感應器。
   

試劑

1. 試劑水：去離子蒸餾水，或將導電度小於 2 μmhos/cm 煮沸冷卻後之蒸餾水；每 50 mL 蒸餾水中加一滴飽和氯鉀（KCl）溶液，所得溶液之 pH 值應在 6.0 ～ 7.0 間。
   
2. 標準緩衝溶液：校正pH 計用，配製法如表一，保存期限為四星期。或使用市售之商品溶液，保存期限依商品規定。
   

採樣及保存

採樣時水樣可使用玻璃瓶或塑膠瓶，於現場立刻分析。

步驟

1. pH 計校正：選擇二種標準緩衝溶液（兩者之 pH 值差為 3 左右，且範圍能涵蓋水樣之 pH 者）以校正 pH 計。或依照製造商提供之儀器操作手冊之說明來校正儀器。
   
   1. 各取適量之緩衝溶液及水樣於清淨小燒杯中。
   2. 將電極移出以蒸餾水淋洗，再以柔軟面紙輕輕拭乾，置於第一種緩衝溶液，以磁石攪拌，俟穩定後校正儀器；再以同法用第二種緩衝溶液校正儀器。
   3. 最後再置於第一種標準緩衝溶液，查核其 pH 。
2. pH 值測定：將電極沖洗拭乾後置入水樣中，（每更換水樣均應先將電極淋洗乾淨並拭乾）以磁石攪拌，俟穩定後讀取 pH 值並記錄溫度。
   
3. 量測 pH 值時應注意下述事項：
   

當樣品 pH＞10時，溫度變化影響氫離子解離程度較大，檢測人員可以控制樣品溫度於 25 ± 1 ℃並注意正確的使用緩衝溶液校正pH 計。現場檢測無相關恆溫設施，則應記錄水溫。

結果處理

直接讀取 pH 值及溫度並記錄之。

品質管制

每批樣品量測前必須先校正；連續量測十個樣品後，須再量測校正液確保穩定性。

精密度與準確度

良好的 pH 計可得精密度為 ± 0.02 ，準確度為 ± 0.05。某實驗室配製pH= 7.30 之樣品，另分給三十家實驗室分析，所得標準偏差為 ±0.13 。

參考文獻

American Public Health Association，American Water Works Association & Water Pollution Control Federation. Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater，20th ed. Method 4500-H+ ,4-87~91. APHA ,Washington,D.C,USA,1998.

註1：廢液分類處理原則--- 依一般無機廢液處理。

表一 pH標準緩衝溶液配製表

標準緩衝溶液	在25℃的pH值	在25℃每1000 mL水溶液所需要之化學物重量
主要標準緩衝溶液:
飽和酒石酸氫鉀緩衝溶液(potassium hydrogen tartrate )	3.557	＞7 g 無水酒石酸氫鉀(KHC4H4O6) *
檸檬酸二氫鉀緩衝溶液((potassium dihydrogen citrate )	3.776	11.41 g無水檸檬酸二氫鉀( KH2C6H5O7)
苯二甲酸鹽緩衝溶液(potassium hydrogen phthalate )	4.004	10.12 g無水苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）
磷酸鹽緩衝溶液 (potassium dihydrogen phosphate＋disodium hydrogen phosphate)	6.863	3.387 g 無水磷酸二氫鉀（KH2PO4 ）＋3.533 g 無水磷酸 氫二鈉（Na2HPO4 ）**
磷酸鹽緩衝溶液 (potassium dihydrogen phosphate＋disodium hydrogen phosphate)	7.415	1.179 g 無水磷酸二氫鉀（KH2PO4 ）＋4.303g 無水磷酸氫 二鈉（Na2HPO4 ）**
四硼酸鈉(硼砂)緩衝溶液 (sodium borate decahydrate)(borax)	9.183	3.80 g 10分子結晶水四硼酸鈉(Na2B4O7.10 H2O)
碳酸鹽緩衝溶液 sodium bicarbonnate＋sodium carbonate	10.014	2.092 g 無水碳酸氫鈉（NaHCO3 ）＋ 2.640 g 無水碳 酸鈉（Na2CO3）
次要標準緩衝溶液:
季草酸鉀緩衝溶液 (potassium tetroxalate dihydrate)	1.679	12.61 g 2分子結晶水季草酸鉀(KH3C4O8.2H2O)
飽和氫氧化鈣緩衝溶液 (Calcium hydroxide)	12.454	＞2 g 氫氧化鈣(Ca(OH)2) *

• 剛超過溶解度之量
  
  • 使用剛煮沸(freshly boiled)並經冷卻後之蒸餾水配製即為(不含二氧化碳)之配製水
    

資料來源：同本文之參考資料之表4500-H+:I