ICS 71.040.10 N 53
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T20245.2--2013/IEC 60746-2:2003
电化学分析器性能表示
第2部分：pH值
Expression of performance of electrochemical analyzers-
Part 2 : pH value
(IEC 60746-2:2003,IDT)
2013-07-19发布
2013-12-15实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 中华人民共 #和国
国家标准电化学分析器性能表示
第2部分：pH值
GB/T20245.2-2013/IEC60746-2:2003
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中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号（100013) 北京市西城区三里河北街16号（100045)
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书号：155066·1-47477定价 18.00元
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前言
GB/T20245《电化学分析器性能表示》分为以下5个部分：第1部分：总则；
第2部分：pH值；一第3部分：电解质电导率；第4部分：采用覆膜电流式传感器测量水中溶解氧；第5部分：氧化还原电位。 本部分为GB/T20245的第2部分。 本部分按照GB/T1.1—2009和GB/T20000.2-2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用IEC60746-2：2003《电化学分析器性能表示第2部分：pH值》。 与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T19001-2008质量管理体系要求（ISO9001:2008，IDT）为了方便使用，本部分做了下列编辑性修改：
在GB/T20245.2的标准文本中用“GB/T20245的本部分”代替“IEC60746的本部分”；小数点符号用“.”代替“，”；一纳人了IEC60746-2的勘误表1和勘误表2内容；删除了国际标准前言。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本部分起草单位：中国仪器仪表行业协会、上海仪电科学仪器股份有限公司、中国计量科学研究院、
重庆川仪分析仪器有限公司、聚光科技（杭州)股份有限公司、上海雷磁传感器科技有限公司、上海市计量测试技术研究院、北京市计量检测科学研究院、北京分析仪器研究所。
本部分主要起草人：马雅娟、王巧梅、修宏宇、李鑫、王欣媛、吴建忠、王震涛、吴红、娄兴军。
I GB/T20245.2-—2013/IEC60746-2:2003
电化学分析器性能表示
第2部分：pH值
1范围
GB/T20245的本部分目的是：规定了制造商描述用于测定水溶液PH值的分析器、传感器单元和电子单元的术语、定义和
要求；建立这类分析器、传感器单元和电子单元的性能试验；为ISO9001、ISO9002和ISO9003质量管理标准的应用提供基础文件。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T20245.1一2006电化学分析器的性能表示第1部分：总则（IEC60746.1：2003，IDT） ISO9001质量管理体系要求（Qualitymanagementsystems-Requirements） ISO9oo2质量体系生产、安装和服务的质量保证模式（Qualitysystems一Modelforquality
assurance inproduction,installation and servicing)
ISO9003质量体系最终检验和试验的质量保证模式（Qualitysystems一Modelforquality assurance in final inspection and test)
3术语、定义和符号
3.1术语和定义
GB/T20245.1一2006界定的以及下列术语、定义和符号适用于本文件。 3.1.1
pH值pHvalue 用于表述水溶液中氢离子的活度αH+，用下式表示：
pH=-lgaH+
pH值是利用已知pH值的标准缓冲溶液，通过测定浸入被测试样中的电极对间的电动势E进行测量的。电池示意图为：
参比电极|试样|pH电极
E
在标准缓冲溶液pH(S,)中，用同一对电极，在相同温度下，按照如下示意图进行测量：
参比电极缓冲溶液（S,）|pH电极
E(Si)
电动势E(S,)规定为右侧(pH电极)的电位减去左侧(参比电极）的电位的差。 那么试样的理想pH值按公式(1)计算：
pH=pH(S,) _ E-E(S)
·(1 )
k
1 GB/T20245.2-2013/IEC60746-2:2003
式中： k=2.3026RT/F，理论能斯特斜率，见3.1.2。 在附录A中给出了从0℃～95℃温度范围内的理论斜率k值。 注：非水和半水介质中的测量超出了本部分的范围，读者应参考专业文章。
3. 1. 2
实际斜率和百分理论斜率practicalslopefactorandpercentagetheoreticalslope（PTS）电极对的性能使实际斜率(k")可能低于理论斜率k，将第二种标准缓冲溶液代替试样测定对应pH
(S2)的电动势E(S2），该斜率（k")可通过公式（2)来计算，那么：
K E(S2)-E(S)
..(2)
pH(S,)pH(S2)
注：两个参比溶液间的pH值差应尽可能大些，但是不能使用pH10以上、pH3以下的缓冲溶液（见附录B)。 百分理论斜率为：
PTS=100k/k
合并公式（1)和公式（2)用k"代替公式（1)中的k，得到公式（3）。
pH=pH(S)- [E-E(S)pH(S)-PH(S)
(3)
E(S2)-E(S)
通常，测量试样pH值时选择两种标准缓冲溶液，且试样pH值应在所选两种标准缓冲溶液的pH 之间。 3.1.3
pH传感器pHsensor 最常用的pH传感器是玻璃电极。其他电位式的传感器仅在玻璃电极的使用受到限制时使用，如
锑电极等。pH离子选择场效应管（ISFET)传感器可以替代电位式传感器使用，但是这需要与制造厂提供的专用电子单元配套使用。 3.1.4
参比电极referenceelectrode 为pH传感器测量电位提供适合的半电池，在恒温条件下提供稳定电位。通过参比电解液或中介
盐桥溶液的液接界与试样产生电接触。 3.1.5
温度补偿器 temperaturecompensator 与试样热接触，用于补偿温度的电子传感器。
3.1.6
传感器单元 sensorunit 安装有pH传感器和参比电极的插人式或流通式单元，通常还安装有温度补偿器（见4.3.4）和相
关的辅助装置（见4.3.5）。 3. 1.7
零点pHzeropointpH 在给定温度下，除非另有规定，一般指25℃，电极对（传感器单元)的电动势为0V时的pH值。
3. 1.8
电极对（传感器单元）的等电位pH（pHi）isopotentialpH（pHi）oftheelectrodepair（sensorunit）当pH值为pH；时，电极对（传感器单元）的电动势E；与温度无关。它随各个电极的温度系数而变
化，并通过所用仪器对电极对的零点漂移提供温度补偿。 3.1.9
玻璃电极的碱（或钠）误差alkaline（orsodium）erroroftheglasselectrode 在pH值较大时，因碱离子对pH玻璃电极干扰引起的电动势误差。该误差导致pH值明显偏低。
主要干扰离子是Na+>Li+>K+>Ba2+。误差随浓度、pH值和温度的增加而增加，数值的大小取决于
2 GB/T20245.2—2013/IEC60746-2:2003
玻璃隔膜的成分。 3.1.10
标准缓冲溶液referencebuffersolution 根据规定的配方，使用分析纯化学试剂和电导率不大于2μS·cm-1（25℃）的水制备的水溶液（见
附录B)。 3.1.11
溶液接地电极solutionground(earth）electrode 差分输人仪器要求的惰性金属电极，它可作为确定玻璃电极与参比电极电位的比较点。在其他应
用中，该电极可形成仪器接地时的试样电位。 3. 1. 12
模拟器simulator 在选定温度条件下，用高阻抗序列电阻器替代pH传感器，提供相应pH值的能斯特电动势
（见3.1.1和表A.1)的装置。
模拟器由一个阶跃电压源和一个可选序列电阻器组成。 模拟器线路可输出阶跃电压，并可提供在选定温度下代表pH电动势的倍数或分倍数。电压分压
器线路的电阻不应超过10kQ，且选择的序列电阻器应是1000(1士10%)Mα。 3.2符号
α+—氢离子活度 pH在温度t下测定的溶液pH值 pH(Si)—在温度t下的第-种标准缓冲溶液的pH值 pH(S2）-一在温度t下的第二种标准缓冲溶液的pH值 pH;一等电位点的pH值 E在温度t下测量的试样的电动势 E(S,)-—-在温度t下第一种标准缓冲溶液的电动势 E(S2)一—在温度t下第二种标准缓冲溶液的电动势 E;—等电位点的电动势 F法拉第常数 R—摩尔气体常数 t摄氏温度 T-样品的热力学温度（T=t+273.15) k在t温度下，电极对的理论斜率
在t温度下，电极对的实际斜率
4说明程序
见GB/T20245.1--2006中的第5章及以下内容。 注：不确定度用pH值表示。
4.1传感器单元和分析器的补充说明 4.1.1传感器单元的类型（即流通式或插人式单元）。 4.1.2传感器单元的尺寸，包括安装和连接。
3 GB/T20245.2—2013/IEC60746-2:2003
4.2电子单元的补充说明 4.2.1数码的位数和显示面积尺寸，以及模拟仪器刻度宽度。 4.2.2如果输出信号可调，应说明是否与输人或（和)地线之间隔离，以及允许的输出负荷。 4.2.3温度补偿范围、补偿器型号和补偿器加连接电缆的最大允许电阻；如果只能手动补偿，应予以说明。 4.2.4百分理论斜率的调节。 4.2.5如果零点pH值可调，应说明，并指出电极对的零点pH值允许范围。 4.2.6如果提供等电位pH；和调节功能，应说明。 4.2.7如果提供试样pH温度系数的调节范围，应说明。 4.2.8最大允许共模输入电压。 4.2.9前置放大器是否可分开安装。 4.2.10 输人阻抗。 4.3传感器的说明
4.3.1总则
4.3.1.1尺寸，包括适配的附属电缆或（和）连接器规格。 4.3.1.2额定的温度范围。 4.3.1.3传感器对在特殊应用中的适用性，例如，酸性氟化物试样、低电导率水和天然水。
注：复合传感器通常包括pH传感器和参比电极，也可能包括温度补偿器。 4.3.2参比电极 4.3.2.1参比电极的种类；单盐桥或双盐桥；密封型、凝胶型或再填充型。 4.3.2.2参比电解液成分。 4.3.2.3参比电解液或盐桥溶液与试样的接触形式。 4.3.2.4如果是再填充型，储液槽体积和标称静液压下的流量。 4.3.2.5在25℃下的标称电阻。 4.3.3pH传感器 4.3.3.1类型，即玻璃电极、离子选择型场效应管传感器或其他类型。
注：对于离子选择型场效应管传感器，应指明前置放大器是否可与常规pH计一起使用。 4.3.3.2与说明的参比电极对应的零点pH和等电位pH(pH）。 4.3.3.3标称pH范围。 4.3.3.4在25℃下的标称钠误差，例如在标称pH上限范围取点，1.0mol/L钠离子溶液引起的pH 误差。 4.3.3.5在25℃下的标称电阻。 4.3.4温度补偿器
补偿器类型（例如Pt100）。 4.3.5传感器单元的辅助设备
例如：清洗装置和参比溶液的增压装置。 4.3.5.1需要的电源类型及功耗和压缩空气的压力及用量。 4 GB/T20245.2---2013/IEC60746-2:2003
4.3.5.2清洗溶液的体积及用量。
5影响电子单元性能的影响量的推荐值及其范围
见GB/T20245.1—2006中附录A。
6数值的验证
见GB/T20245.1一2006的第6章及以下内容。 6.1总则 6.1.1按照制造厂的说明，调整玻璃电极。新电极的初始平衡至少应在中性或弱酸性缓冲溶液中水合作用12h。 6.1.2除非另与制造厂达成协议，所有试验都应使用标准缓冲溶液。见GB/T20245.1一2006的4.5 和附录B。
注：IUPAC推荐值列表于附录B中，也可使用其他pH缓冲溶液。 6.1.3试验溶液应与传感器单元配套使用。 6.1.3.1流通式传感器单元
所使用溶液的流量应在制造厂规定的范围以内。 6.1.3.2插入式传感器单元
除非另有规定，对于一种以上溶液的测量，电极对应用去离子水漂洗，然后在浸入前用新溶液预清洗。为了保证测量的一致性，建议应连续搅拌测量溶液。 6.2电子单元的试验程序
在测试分析器前，用模拟器单独测试电子单元，如3.1.12所示。或者使用手工温度控制或用一个相配的电阻器连接到温度补偿器的输入端，来测试电子单元。 6.2.1pH的定标
如果等电位可调，将等电位点设定至零点pH，通常两者都是pH7。如果可以，取消或调节试样pH 温度补偿器到零。如果可以手动调节，设定百分理论斜率控制器到100%。手动调节或模拟温度到 25℃或其他参比温度。连接模拟器，标定并检查0pH14pH测量范围或试验pH范围。在测量范围内两端接入高阻抗序列电阻，模拟玻璃电极来检查仪器的输人阻抗，瞬变应很快消除。对于试验范围内的其他温度（见表A.1)重复此程序。
在25℃或其他参比温度下，用模拟器给出较低的百分理论斜率输出（例如，25℃时90%斜率， 53.24mV/pH)来评价百分理论斜率功能。 6.2.2等电位pH(pH,)
电极接线终端短路，如果有溶液接地，接线终端也短路。手动调节或用可调电阻"设定温度到 25℃。指示器将显示零点，通常为pH7，或与等电位pH(pH)相同。当温度在0℃～50℃期间变化，
1）对于手动调节缓冲控制器，设定显示为可调节等电位点。
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