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工業PH計
發布時間:2018-01-15瀏覽次數:2199返回列表
PH是拉丁文“Pondushydrogenii”一詞的縮寫(Po ndus=壓強、壓力hydrogenium=氫),用來量度物質中氫離子的活性。
PH值——在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10-7mol/l。如:假如有過量的氫離子H+,則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H+游離的物質。同樣,如果氫離子H+并使OHˉ離子游離,那末溶液就是堿性的。所以,給出CH+值就足以表示溶液的特性,呈酸性堿性,為了免于用此克分子濃度負冥指數進行運算,生物學家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替,并定義為“pH值”。數學上定義pH值為氫離子濃度的常用對數負值。即
——用氫離子濃度表示的PH值;
——氫離子的濃度;
——氫離子摩爾濃度(量濃度),mol/L。
因此,PH值是離子濃度以10為底的對數的負數:
而氫離子活性直接關系到水溶液的酸性、中性和堿性。所以工業上常用PH計來測量水或水溶液的酸堿度。下圖為PH值與的關系:
PH值與的對應關系圖
測量PH值的方法很多,主要有化學分析法、試紙法、電位法。現主要介紹電位法。
電位分析法所用的電被稱為原電池。原電池是一個系統,它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢(EMF)由二個半電池構成,其中一個半電池稱作測量電,它的電位與特定的離子活度有關,如H+;另一個半電池為參比半電池,通常稱作參比電,它一般是測量溶液相通,并且與測量儀表相連。
PH值一電位一離子濃度之間的關系
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH離子
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 離子
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH
+414.4???? ?? ????+.59.2 0 -59.2???????????? ???? -414.4 mv/25℃
從以上我們對PH測量的原理進行了分析而得知我們只要用一臺毫伏計即可把PH值顯示出來
11.1 工業PH計的工作原理
簡單的講就是,利用溶液中H離子的濃度(活度),產生的電電位,引起電子元件傳感器轉化后的數字變化(或儀器表盤指針的轉動,老式PH計是指針型的)來顯示和反應當前溶液的H離子濃度。
工業PH計的構成及各部分功能
工業PH計是以電電位法為原理的在線PH值測定儀,由檢測器(也叫發送器)和轉換器(也叫變送器)兩部分構成。
檢測器由指示電(能指示被測離子活度變化的電)、參比電(電電位恒定且不受待測離子影響的電)組成。當被測溶液流經檢測器時,電和被測溶液就形成一個化學原電池,兩電間產生一個原電勢,該電勢的大小與被測溶液的PH值成對數關系,它將被測溶液的PH值轉變為電信號。常用的指示電有玻璃電、銻電等。常用的參比電有甘汞電、銀—氯化銀電等。
轉換器由電子部件組成,其作用是將電檢測到的電勢信號放大,并轉換為標準信號輸出。
工業用的在線PH計,其檢測器和轉換器為兩個部件,檢測器裝于現場,轉換器裝在就地儀表盤或控制室內。信號電勢用特殊的高阻高頻電纜傳送。
目前,也有檢測器和轉換器一體化結構的工業在線PH計。
PH計檢測器的簡單構成示意圖
11.2 工業PH計測量注意事項
在進行操作前,應先檢查電的完好性。PH計上配套使用的電大多數采用的是復合電(指示電和參比電合二為一),老一代PH計尚在使用玻璃電與甘汞電。目前復合電使用比較廣泛,以下以復合電為主。
目前使用的復合電主要有全封閉型和非封閉型兩種,全封閉型比較少,主要是以國外企業生產為主。
復合電使用前先檢查玻璃球泡是否有裂痕、破碎,如果沒有,用pH緩沖溶液進行兩點標定時,定位與斜率按鈕均可調節到對應的pH值時,一般認為可以使用,否則可按使用說明書進行電活化處理。
活化方法是在4%氟化氫溶液中浸3~5 s左右,取出用蒸餾水進行沖洗,然后在0.1mol/L的鹽酸溶液中浸泡數小時后,用蒸餾水沖洗干凈,再進行標定,即用pH值為6.86(25℃)的緩沖溶液進行定位,調節好后任意選擇另一種pH緩沖溶液進行斜率調節,如無法調節到,則需換電。
非封閉型復合電,里面要加外參比溶液即3 mol/L氯化鉀溶液,所以必須檢查電里的氯化鉀溶液是否在1/3以上,如果不到,需添加3 mol/L氯化鉀溶液。如果氯化鉀溶液超出小孔位置,則把多余的氯化鉀溶液甩掉,使溶液位于小孔下面,并檢查溶液中是否有氣泡,如有氣泡要輕彈電,把氣泡完全趕出。
在使用過程中應把電上面的橡皮剝下,使小孔露在外面,否則在進行分析時,會產生負壓,導致氯化鉀溶液不能順利通過玻璃球泡與被測溶液進行離子交換,會使測量數據不準確。
電從測量管線拆下后應把橡皮復原,封住小孔。電經蒸餾水清洗后,應浸泡在3 mol/L氯化鉀溶液中,以保持電球泡的濕潤,如果電使用前發現保護液已流失,則應在3 mol/L氯化鉀溶液中浸泡數小時,以使電達到好的測量狀態。
復合電不可放在蒸餾水中長時間浸泡,這是不正確的,這會使復合電內的氯化鉀溶液濃度大大降低,導致在測量時電反應不靈敏,終導致測量數據不準確,因此不應把復合電長時間浸泡在蒸餾水中。
11.3 工業PH計電校準、使用、維護注意事項
測量時應按說明書規定的時間周期對儀器進行校準。
校準時應注意:
①標準緩沖溶液溫度盡量與被測溶液溫度接近。
①定位標準緩沖溶液應盡量接近被測溶液的pH值。或兩點標定時,應盡量使被測溶液的pH值在兩個標準緩沖溶液的區間內。
③校準后,應將浸入標準緩沖溶液的電用水特別沖洗,因為緩沖溶液的緩沖作用,帶入被測溶液后,造成測量誤差。
④記錄被測溶液的pH值時應同時記錄被測溶液的溫度值,因為離開溫度值,pH值幾乎毫無意義。盡管大多數pH計都具有溫度補償功能,但僅僅是補償電的響應而已,也就是說只是半補償,而沒有同時對被測溶液進行溫度補償,即,全補償。
復合電使用、維護注意事項:
目前工業上使用的電大都是復合電,其優點是使用方便,不受氧化性或還原性物質的影響,且平衡速度較快。
①復合電不用時,可充分浸泡3M氯化鉀溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
②使用前,檢查玻璃電前端的球泡。正常情況下,電應該透明而無裂紋;球泡內要充滿溶液,不能有氣泡存在。
③在線測量濃度較大的溶液時,不推薦使用接觸時復合電,若非用不可時,也要盡量縮短測量時間,用后仔細清洗,防止被測液粘附在電上而污染電。
④清洗電后,不要用濾紙擦拭玻璃膜,而應用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染,影響測量精度。
⑤測量中注意電的銀—氯化銀內參比電應浸入到球泡內氯化物緩沖溶液中,避免電計顯示部分出現數字亂跳現象。使用時,注意將電輕輕甩幾下。
⑥電不能用于強酸、強堿或其他腐蝕性溶液。
⑦嚴禁在脫水性介質如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。






