摘要：

　　pH值作為紡織品檢驗的一項重要指標越來越受到消費者以及生產(chǎn)商的關(guān)注，因此了解和掌握影響pH值測定的因素是十分必要的。本文從pH值測定原理出發(fā)，探討了測量時的溫度對pH值測試結(jié)果的影響。

　　關(guān)鍵詞:紡織品；pH值；溫度

　　紡織品在染整過程中會依據(jù)所使用的染料不同控制反應釜中的酸堿度，酸堿度的變化會影響織物的上染情況，進而影響織物整體的感官。而紡織品在加工和后整理過程中，也會經(jīng)過一系列的酸、堿處理，所以成品如服裝、面料中經(jīng)常會存在一定的酸堿度，由于這些殘留的酸或堿會造成人們在服用過程中身體的不適，造成皮膚上的許多疾病[1-2]，因而pH值作為考核紡織品質(zhì)量的一項重要指標被許多標準所采納[3-4]。所以作為服用的紡織品在正式進入市場之前，必須很好地控制pH值，以使其符合要求。因此提供準確的pH值是相當重要的。

　　1 pH計測量原理

　　pH值測量中常使用的儀器為pH計(又稱酸度計)，其電極又稱為原電池，要得到準確的pH值我們首先要了解pH計的測量原理。原電池是一個系統(tǒng)，它的作用是使化學能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢由兩個半電池構(gòu)成，其中一個半電池稱作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關(guān)；另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是與測量溶液相通，并且與測量儀表相連。這兩種電極之間的電壓遵循能斯特(NERNST)公式：

　　標準氫電極是所有電位測量的參比點，標準氫電極是一根鉑絲，用電解的方法鍍上氯化鉑，并且在四周充入氫氣(固定壓力為1013hPa)構(gòu)成的。由于氫電極作為參比電極在實踐中很難實現(xiàn)，于是使用第二類電極作為參比電極。最常用的是銀/氯化銀電極，它是一支端部吹制上對于pH值敏感的玻璃膜的玻璃管，管內(nèi)充填有一定濃度的緩沖溶液，存在于玻璃膜內(nèi)外兩面的反映pH值的電位差用Ag/AgCL傳導系統(tǒng)導出，此電位差同樣遵循能斯特公式，進而使電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，指示不同物質(zhì)的pH值。

　　2影響pH值測量的因素

　　在pH值測量中，存在著一系列的不同電位，其中只有一個電位是人們所需要的(pH電位)。這就要求其他的電位(干擾電位)，即使不能相互抵消，也要十分穩(wěn)定，這樣才可能通過校表將它們補償?shù)簟?/span>

　　電極的各個電位包括以下7項：

　　pH計顯示值是上述電位的總和。其中，E 1、E 2、E 3、E 7是電極制造時已形成的穩(wěn)定電位，不影響pH值測量。

　　受測量介質(zhì)影響的只有E 4、E 5、E 6，若E 4、E 5、E 6任一電位發(fā)生變化，則pH計顯示值均會發(fā)生變化。

　　當流速變化時，E 5、E 6已形成的平衡遭到破壞，只有當新的平衡再形成時，測量值才能穩(wěn)定下來。由于測定pH值時一般是在靜止的溶液中，所以E 5的影響幾乎可以忽略。那么E 6又是什么呢？在pH測量過程中，均使用參比電極，大多數(shù)情況下參比電極帶有鹽橋溶液。參比電極通過鹽橋溶液與被測溶液相連通，這樣在被測溶液和參比鹽橋溶液之間就形成液接界，液接界兩邊溶液中的離子不斷跨越界面向?qū)γ孢M行擴散，由于各個離子擴散速度不同，而使液接界兩邊帶有符號相反的電荷，產(chǎn)生電位差，即稱為液接界電位，也稱擴散電位，它會影響電極的測量精度。

　　為了減少液接界的電勢差或使其保持穩(wěn)定及重現(xiàn)，就必須采用高濃度的KCl溶液(通常≥3mol/L)作為電極的外參比鹽橋溶液，它有足夠高的離子強度，比被測介質(zhì)的可能的最大的離子強度還要大5～10倍，因此，在液接界界面上，總是K+和Cl-向外擴散，而由于K+與Cl-的淌度幾乎相等，正負電荷分布基本均勻，因此能形成較小的液接界電勢，從而降低E 6的影響。

　　由能斯特方程可以知道：溫度T是影響測量的重要原因。以溫度升高為例，當溫度升高時，被測溶液中的離子的擴散速率加快，使其與pH電極膜內(nèi)離子交換速率也加快從而使E 6的平衡被打破，同時E 5的擴散電位平衡也被改變，pH的測量結(jié)果就發(fā)生了改變。

　　3試驗數(shù)據(jù)

　　圖1~圖3為不同酸堿度樣品pH值隨溫度變化的趨勢圖。試驗過程采用標準GB/T 7573—2009《紡織品水萃取液pH值的測定》所提供的方法(以三級水為介質(zhì))[5]進行試驗，使用Delta320型pH計(瑞士梅特勒-托利多)進行測量。萃取過程中的溫度符合標準的要求，僅在最后測量時使用恒溫裝置保持測量液的溫度至所需溫度。由于試驗條件的限制僅測量了20℃~75℃之間的值。

　　表1和表2分別為優(yōu)耐德引發(fā)劑(上海)有限公司和梅特勒-托利多(上海)有限公司提供的緩沖液在不同溫度下的pH值隨溫度變化的對應表。

　　4結(jié)論

　　由圖1~圖3趨勢變化以及表1和表2的數(shù)據(jù)分析可知：

　　(1)隨著溫度的變化測得的pH值也不斷發(fā)生變化；(2)隨著溫度的升高偏酸性的樣品的pH值呈現(xiàn)升高的趨勢，中性的pH值先下降，再平穩(wěn)，最后又升高，偏堿性樣品的pH值呈現(xiàn)下降的趨勢；(3)溫度對堿性樣品pH值的影響較酸性樣品和中性樣品更大。

　　因此，要想得到準確的pH值就必須控制好測量溫度，當在特殊條件下進行測量時需要進行溫度補償。

　　參考文獻：

　　[1]何秀玲，梁國斌.紡織品pH值不同測定方法的比較和探討[J].印染助劑,2005,(10):42-44.

　　[2]張敏民.生態(tài)家用紡織品[M].北京：中國紡織出版社，2006.

　　[3] Oeko-Tex Standard 100生態(tài)紡織品標準100(2011版)[S].

　　[4] GB 18401—2010國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范[S].

　　[5] GB/T 7573—2009紡織品水萃取液pH值的測定[S].

　　(作者單位：王桂平、謝琴紅，浙江中天紡檢測有限公司、浙江省經(jīng)編產(chǎn)品檢驗中心；占歡平，諸暨市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所)