摘要：

　　pH值作为纺织品检验的一项重要指标越来越受到消费者以及生产商的关注，因此了解和掌握影响pH值测定的因素是十分必要的。本文从pH值测定原理出发，探讨了测量时的温度对pH值测试结果的影响。

　　关键词:纺织品；pH值；温度

　　纺织品在染整过程中会依据所使用的染料不同控制反应釜中的酸碱度，酸碱度的变化会影响织物的上染情况，进而影响织物整体的感官。而纺织品在加工和后整理过程中，也会经过一系列的酸、碱处理，所以成品如服装、面料中经常会存在一定的酸碱度，由于这些残留的酸或碱会造成人们在服用过程中身体的不适，造成皮肤上的许多疾病[1-2]，因而pH值作为考核纺织品质量的一项重要指标被许多标准所采纳[3-4]。所以作为服用的纺织品在正式进入市场之前，必须很好地控制pH值，以使其符合要求。因此提供准确的pH值是相当重要的。

　　1 pH计测量原理

　　pH值测量中常使用的仪器为pH计(又称酸度计)，其电极又称为原电池，要得到准确的pH值我们首先要了解pH计的测量原理。原电池是一个系统，它的作用是使化学能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF)。此电动势由两个半电池构成，其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是与测量溶液相通，并且与测量仪表相连。这两种电极之间的电压遵循能斯特(NERNST)公式：

　　标准氢电极是所有电位测量的参比点，标准氢电极是一根铂丝，用电解的方法镀上氯化铂，并且在四周充入氢气(固定压力为1013hPa)构成的。由于氢电极作为参比电极在实践中很难实现，于是使用第二类电极作为参比电极。最常用的是银/氯化银电极，它是一支端部吹制上对于pH值敏感的玻璃膜的玻璃管，管内充填有一定浓度的缓冲溶液，存在于玻璃膜内外两面的反映pH值的电位差用Ag/AgCL传导系统导出，此电位差同样遵循能斯特公式，进而使电信号转换成数字信号，指示不同物质的pH值。

　　2影响pH值测量的因素

　　在pH值测量中，存在着一系列的不同电位，其中只有一个电位是人们所需要的(pH电位)。这就要求其他的电位(干扰电位)，即使不能相互抵消，也要十分稳定，这样才可能通过校表将它们补偿掉。

　　电极的各个电位包括以下7项：

　　pH计显示值是上述电位的总和。其中，E 1、E 2、E 3、E 7是电极制造时已形成的稳定电位，不影响pH值测量。

　　受测量介质影响的只有E 4、E 5、E 6，若E 4、E 5、E 6任一电位发生变化，则pH计显示值均会发生变化。

　　当流速变化时，E 5、E 6已形成的平衡遭到破坏，只有当新的平衡再形成时，测量值才能稳定下来。由于测定pH值时一般是在静止的溶液中，所以E 5的影响几乎可以忽略。那么E 6又是什么呢？在pH测量过程中，均使用参比电极，大多数情况下参比电极带有盐桥溶液。参比电极通过盐桥溶液与被测溶液相连通，这样在被测溶液和参比盐桥溶液之间就形成液接界，液接界两边溶液中的离子不断跨越界面向对面进行扩散，由于各个离子扩散速度不同，而使液接界两边带有符号相反的电荷，产生电位差，即称为液接界电位，也称扩散电位，它会影响电极的测量精度。

　　为了减少液接界的电势差或使其保持稳定及重现，就必须采用高浓度的KCl溶液(通常≥3mol/L)作为电极的外参比盐桥溶液，它有足够高的离子强度，比被测介质的可能的最大的离子强度还要大5～10倍，因此，在液接界界面上，总是K+和Cl-向外扩散，而由于K+与Cl-的淌度几乎相等，正负电荷分布基本均匀，因此能形成较小的液接界电势，从而降低E 6的影响。

　　由能斯特方程可以知道：温度T是影响测量的重要原因。以温度升高为例，当温度升高时，被测溶液中的离子的扩散速率加快，使其与pH电极膜内离子交换速率也加快从而使E 6的平衡被打破，同时E 5的扩散电位平衡也被改变，pH的测量结果就发生了改变。

　　3试验数据

　　图1~图3为不同酸碱度样品pH值随温度变化的趋势图。试验过程采用标准GB/T 7573—2009《纺织品水萃取液pH值的测定》所提供的方法(以三级水为介质)[5]进行试验，使用Delta320型pH计(瑞士梅特勒-托利多)进行测量。萃取过程中的温度符合标准的要求，仅在最后测量时使用恒温装置保持测量液的温度至所需温度。由于试验条件的限制仅测量了20℃~75℃之间的值。

　　表1和表2分别为优耐德引发剂(上海)有限公司和梅特勒-托利多(上海)有限公司提供的缓冲液在不同温度下的pH值随温度变化的对应表。

　　4结论

　　由图1~图3趋势变化以及表1和表2的数据分析可知：

　　(1)随着温度的变化测得的pH值也不断发生变化；(2)随着温度的升高偏酸性的样品的pH值呈现升高的趋势，中性的pH值先下降，再平稳，最后又升高，偏碱性样品的pH值呈现下降的趋势；(3)温度对碱性样品pH值的影响较酸性样品和中性样品更大。

　　因此，要想得到准确的pH值就必须控制好测量温度，当在特殊条件下进行测量时需要进行温度补偿。

　　参考文献：

　　[1]何秀玲，梁国斌.纺织品pH值不同测定方法的比较和探讨[J].印染助剂,2005,(10):42-44.

　　[2]张敏民.生态家用纺织品[M].北京：中国纺织出版社，2006.

　　[3] Oeko-Tex Standard 100生态纺织品标准100(2011版)[S].

　　[4] GB 18401—2010国家纺织产品基本安全技术规范[S].

　　[5] GB/T 7573—2009纺织品水萃取液pH值的测定[S].

　　(作者单位：王桂平、谢琴红，浙江中天纺检测有限公司、浙江省经编产品检验中心；占欢平，诸暨市产品质量监督检验所)