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（Pondus=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。

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