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酸度计与温度补偿器的原理与区别 酸度计工作原理

时间:2020-05-26    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

酸度计和电导率仪是广泛应用于科学实验、环境监测和生产环节的一种常用科学分析仪器。酸度计和电导率仪的使用和检定都离不开各自使用的溶液,而溶液的 pH 值和电导率都与温度密切相关,当温度发生变化时,pH 值和电导率会发生不同变化。

在计量检定过程中我们发现对两种仪器温度补偿器的正确使用对测量结果有较大影响,而且部分仪器使用者,因对温度补偿器的原理和两者之间的区别理解不正确,使用不当,造成测得数据不准确,所以正确理解温度补偿器的原理和区别是至关重要的。

1、酸度计温度补偿器的原理和作用

在酸度计计量检定和使用中,我们发现 pH 值测量不准确的原因主要是未能正确使用温度补偿器造成的。下面就介绍一下酸度计温度补偿器的原理、对 pH示值的影响和产生问题的原因。对于酸度计来说,不同溶液的 pH 值的温度系数差别很大, 要将不同温度下的 pH 值折算到 25℃时的 pH 值是非常困难的, 也没有必要。

所以酸度计的温度补偿器是将其电极在标定温度下得到的转换系数按能斯特公式换算到当前温度下的转换系数,从而得到当前温度下的 pH 值。其中酸度计是用电位相对测量法来测定溶液 pH 值的,其理论依据来自于能斯特方程式:

通过对一台 PHS-3C 型号酸度计在 25℃条件下使用标准缓冲液校准后,对同一溶液在不同温度下的 pH 值进行测量实验,得到结果如下:

由此表可看出温度补偿器固定在 25℃条件下时(即不启动酸度计的温度补偿器时),测量溶液的 mv 值是不随着温度变化而变化的,酸度计测得的 pH 值也永远是标定温度下的 pH 值;当酸度计启动温度补偿器时,测量溶液的 mv 值同样是不随着温度变化而变化的,但是测得的 pH 值是随温度的改变而变化的。根据实验数据我们可以发现,随着溶液温度的改变,由于溶液的 mV 值是不随温度的变化而变化的,所以被测溶液与标定溶液间的电位差也是不发生变化的,随着温度的变化实际发生变化的是每 mV 值变化量对应的 pH 值的变化量,通过公式(3)我们可以发现这就使得 K 值发生了变化,所以酸度计通过温度补偿调整转换系数K 来抵消温度变化引起的电动势差的变化。因此,为了适应各种温度状态下 pH 值的测量,酸度计中均设有温度补偿装置。

2、电导率仪温度补偿器的原理和作用

电导率的大小与电解质在水中的离解度及离子的迁移速度有密切的关系,而离解度及迁移速度又与溶液的温度有关。温度升高,溶液的电导率增加,反之,则电导率减小。

由此表可以看出不进行温度补偿,同一溶液的电导率随着溶液温度的增加而不断增大,使得测量结果没有参考价值,所以电导率的测量结果一般均折算到参考温度下(参考温度:20℃或 25℃,使用 25℃时较多)。如果把电导率仪的温度补偿器关掉,则需先测出溶液的温度及该温度下的电导率,再将测得的结果换算到参考温度的电导率。

可以看出当电导率仪不启动温度补偿器时,即温度校正系数为0.00%时,测得的电导率为溶液实际温度下的电导率,需要人工换算成参考温度下溶液的电导率值,否则测得值没有参考价值。电导率仪的温度补偿器的作用就是为了克服温度的影响,将溶液在实际温度下的电导率值转换为参考温度(一般为 25℃)下的电导率值,使得溶液在不同温度下的电导率具有可比性,以满足各行各业比对或控制指标的需要。因此,市面上越来越多的电导率仪具有温度补偿功能,在检定过程中,检定规程规定增加这一检定项目看来也是很有必要的。

电导率仪温度补偿器使用中的注意事项

通过公式(4)我们发现,在将电导率修正为参考温度下电导率时,温度校正系数β是一个关键参数,且不同的溶液温度校正系数也不同,所以在使用温度校正系数不可调节的电导率仪时,温度校正系数会引入测量误差,所以在进行准确度要求较高的测量时,如果温度校正系数不能调整为溶液实际的温度校正系数,则应该关闭电导率仪的温度补偿功能,通过准确测量溶液温度后根据公式(4)计算出参考温度下的电导率值,或将被测溶液的温度严格控制在参考温度条件下测量,进而减小测量误差。


酸度计结构原理及应用

  酸度计是一种常用的仪器设备。酸度计简称酸度计,由电极和电计两部分组成。主要用来测量液体介质的酸碱度值,配上相应的电极可以测量电位MV值,广泛应用于工业、农业、科研、环保等领域.。使用中若能够合理维护电极、按要求配制标准缓冲液和正确操作电计,可大大减小pH示值误差,从而提高化学实验、医学检验数据的可靠性。

  狭义的酸度计主要指实验室酸度计,。酸度计常用的种类主要有台式酸度计(工业在线酸度计酸度计),便携式酸度计,笔式酸度计三大类别。

  结构

  酸度计由三个部件构成,简单的说就是电极和电计组成的。

  1)一个参比电极;

  2)一个玻璃电极,其电位取决于周围溶液的pH;

  3)一个电流计,该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。

  原理

  酸度计是采用氢离子选择性电极测量液体pH值的一种广泛使用的化学分析仪器。酸度计是用电势法来测量pH值的,其基本原理是: 将一个连有内参比电极的可逆氢离子指示电极和一个外参比电极同时浸入到某一待测溶液中而形成原电池,在一定温度下产生一个内外参比电极之间的电池电动势。这个电动势与溶液中氢离子活度有关,而与其它离子的存在基本没有关系。仪器通过测量该电动势的大小,最后转化为待测液的pH值而显示出来。

  应用

  采用酸度计能更好地控制化学反应,达到提高生产率和产品质量以及安全生产的目的。带有自动记录的pH测量系统还可对污染公害提供诉讼的证据。某些间歇生产过程(例如某些化肥生产、食品加工过程)采用酸度计后可变为连续生产方式。在现代工业中采用酸度计比其他类型的连续分析仪表的总和还多。几乎凡需用水的生产部门都需要采用酸度计。其应用范围从工业用水和废物处理到采矿中的浮选过程,包括纸浆和造纸、金属加工、化工、石油、合成橡胶生产、发电厂、制药、食品加工等广泛领域。

标签: 酸度计
酸度计 酸度计结构原理及应用_酸度计

PH酸度计正确校准

    酸度计简称pH计,由电极和电计两部分组成。使用中若能够合理维护电极、按要求配制标准缓冲液和正确操作电计,可大大减小pH示值误差,从而提高化学实验、医学检验数据的可靠性。

    pH计因电计设计的不同而类型很多,其操作步骤各有不同,因而pH计的操作应严格按照其使用说明书正确进行。在具体操作中,校准是pH计使用操作中的一重要步骤。表1的数据是精度为0.01级、经过计量检定合格的pH计在未校准时与校准后的测量值,从中可以看出校准的重要性。

    尽管pH计种类很多,但其校准方法均采用两点校准法,即选择两种标准缓冲液:一种是pH7标准缓冲液,第二种是pH9标准缓冲液或pH4标准缓冲液。先用pH7标准缓冲液对电计进行定位,再根据待测溶液的酸碱性选择第二种标准缓冲液。如果待测溶液呈酸性,则选用pH4标准缓冲液;如果待测溶液呈碱性,则选用pH9标准缓冲液。若是手动调节的pH计,应在两种标准缓冲液之间反复操作几次,直至不需再调节其零点和定位(斜率)旋钮,pH计即可准确显示两种标准缓冲液pH值。则校准过程结束。此后,在测量过程中零点和定位旋钮就不应再动。若是智能式pH计,则不需反复调节,因为其内部已贮存几种标准缓冲液的pH值可供选择、而且可以自动识别并自动校准。但要注意标准缓冲液选择及其配制的准确性。

    其次,在校准前应特别注意待测溶液的温度。以便正确选择标准缓冲液,并调节电计面板上的温度补偿旋钮,使其与待测溶液的温度一致。不同的温度下,标准缓冲溶液的pH值是不一样的。如下图所示:

    校准工作结束后,对使用频繁的pH计一般在48小时内仪器不需再次定标。如遇到下列情况之一,仪器则需要重新标定:

    ⑴溶液温度与定标温度有较大的差异时.

    ⑵电极在空气中暴露过久,如半小时以上时.

    ⑶定位或斜率调节器被误动;

    ⑷测量过酸(pH2)或过碱(12)的溶液后;

    ⑸换过电极后;

    ⑹当所测溶液的pH值不在两点定标时所选溶液的中间,且距7pH又较远时。

标签: 酸度计
酸度计 PH酸度计正确校准_酸度计

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