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酸度计的级别和仪器的准确度 酸度计是如何工作的

时间:2020-08-04    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
酸度计的级别和仪器的准确度 提要:酸度计的级别和仪器的准确度是不同的两个概念,仪器级别与其准确度并不完全一致。
酸度计的级别是按其指示器(简称电计)的分度值(分辨率或最小显示值)表示的,例如:分度为0.1pH的仪器称为0.1级仪器;最小显示值为0.001pH的仪器称为0.001级仪器,等等。而仪器的准确度是电计与电极配套测试标准溶液的综合误差,它不仅与电计有关,而且与玻璃电极和参比电极更有关。从实际使用要求出发,目前电计的分度值为0.1~0.001pH,如果有必要的话,依当前的科技水平,完全可以制作出更精密的电计。但是,由于结构和制造等方面的原因,目前常用电极的性能还不能达到完全理想的程度。玻璃电极的重复性误差和参比电极的溶液接界电势稳定性都不优于0.01pH。因此,电计的分辨率再高,仪器测试准确度都难优于0.01pH。但是,选择高分辨率的仪器可以最大限度地克服或消除电计对测试误差的影响。由于要使电计达到满意的精度已不成问题,所以目前都在仪器的智能化,人性化,可靠性,操作简便以及性价比等方面不断创新和提高。
酸度计的级别与其测试准确度的关系在酸度计国家计量检定规程(JJG 119—84)中规定如下:
仪器的级别 0.2级 0.1级 0.02级 0.01级 0.001级
分度值或最小显示值(pH) 0.2 0.1 0.02 0.01 0.001
电计示值误差(pH) ±0.1 ±0.05 ±0.01 ±0.01 ±0.002
配套测试示值总误差(pH) ±0.2 ±0.1 ±0.02 ±0.02 ±0.01
注:配套测试时的测试范围应控制在pH3~pH10内。
从上表可以看出,对于0.01级以下的酸度计,示值总误差数值等于其级别,对于0.01级的酸度计,示值总误差为0.02pH,对于0.001级酸度计,其示值总误差也只能达到±0.01pH,而且此时需要使用一级pH标准物质才能得到保证。(注意:pH国家标准物质分一级和二级两种,一般酸度计常用的是二级pH标准物质。)
还需要说明的是,仪器示值总误差的检测为什么要规定测试范围为pH3~pH10呢?是由于参比电极的液接界电势与溶液的pH有关,在pH3~pH10范围内液接界电势可稳定在±0.01pH范围内,若10<pH<3时,液接界电势引起的误差可高达±0.07pH。同时,玻璃电极在碱性和酸性溶液中还会产生碱误和酸误。因此必须规定在pH3~pH10范围内检测,否则将无法区别各种级别酸度计的示值总误差。



    随着酸度计的普及,越来越多的用户开始关心酸度计的品质,那么如何判断酸度计的质量故此粗略谈下判断酸度计质量的一些常用方法。

    从使用角度来看,酸度计的判断主要体现在:

    1、准确性:

    没有准确性的酸度计没有任何使用价值。判断的方式是使用高精度的或高精度的标准液校验。

    2、稳定性:

    一台不稳定的酸度计读数困难,也很难保证仪器的准确性,稳定性表现在两方面,一方面是单台仪器的稳定性,可以将同一仪器长时间放置稳定溶液中,看数值是否变化及变化幅度;另一方面的多台仪器的稳定性,将几台校验好的同一型号仪器放同一稳定溶液中看读数是否一致,误差有多少,如果几台同型号仪器之间不能保证稳定性,那就很难保证每台仪器的准确和稳定性。

    3、常见误差的调整:

    温度是最明显的造成PH误差的因数,有无温度探头,以及温度探头的灵敏度同样影响仪器的使用。

    4、操作方便,界面美观:

    使用者这方面是比较容易判断的,有些旧式的仪器,采用模拟开关,导致校准困难,细小的变化不容易发觉,容易产生致命的系统误差。另一方面,考虑到成本和技术的原因,仍然有许多仪器采用LED数码管,显示内容不够丰富,当然也有厂商通过一定途径弥补了这一缺点。目前比较多采用的方便操作的界面一般是LCD液晶显示+键盘式操作。

    5、探头优劣:

    这点毋庸置疑,探头的性能直接影响仪器的一些技术指标,再优越的仪器配备劣质探头都是无济于事。

    6、安全性:

    近年越来越多的客户对操作安全性开始关注,设计良好的仪器采用较低的安全电压输入可以大大提高安全性能。

    从技术角度来说,主要体现在:

    1、设计原理:

    设计原理是整台机器的灵魂,优秀的设计可以降低成本的同时提高精度,这点大家智者见智,仁者见仁。但有一最大的区别是模拟电路和数值电路的区别,随着技术的发展和单片机价格的降低,使得近年数值电路越发成为主流产品。他的许多优点是模拟电路所无法比拟的。

    2、生产工艺:

    再好的设计,再好的产品,如果没有好的生产工艺和检验手段也是无济于事,制造工艺主要体现在内部线路和元器件,许多单位考虑到成本和技术,内部线路紊乱粗糙,或则使用低品质的元器件,这样的仪器没办法保证他的长期准确稳定和安全。





常用的测量酸度计的电极

  酸度计主要是通过电极和溶液产生微电压,所以使用于什么电极对酸度值的大小很关键。我们常用的测量酸度计的电极主要有如下儿种:

  1、氢电极:

  氢电极的原理与金属电极颇为相似。但氢是气体,不能直接用作电极,而需要一个镀有铂黑的铂电极吸附氢气起金属电极的作用。它的主要优点的准确,可用于测量较广泛的pH范围。但这种电极在氧化还原过程中,生成其他的氧化或还原物质时,会引起测量误差,操作也不方便,所以这种电极一般只作标准电极,实际测量中很少使用。

  2、醌一氢醒电极:

  它是惰性的金属铂或金浸入醌氢醌饱和溶液中而组成的,是利用醌一氢醌对在惰性电极上建立的电位平衡。醌一氢醒电极的优点是电位稳定快、内阻低。但如果pH超过8,呈弱酸的氢醌开始离解或者被氧化成醌,破化了电位平衡。另外,其它能与醌结合的物质都会影响pH测定,如蛋白质、硼酸盐、胶体悬浮液等。

  3、锑电极:

  它是金属氧化物电极中的一种。锑电极的电极就发生在金属锑和氧化物之间锑与空气接触的表面所产生、,由于此氧化物的活度与溶液中的OHˉ离了活度有关,所以锑电极的电位直接与溶液的pH值有关。

  锑电极的优点是操作简单,坚固耐用。但这种电极的“标准”电位不稳定,还有其它金属氧化物电极也可作pH测量。例如:秘Bi、电极,原理和结构与锑电极相似。

  4、日一汞电极:

  通常用的是饱和甘汞电极,它由金属汞、Hg2CI2和饱和KC1溶液组成。不会产生极化现象、电极的稳定性。它的电极反应是:Hg2CI2+2e=2Hg+2C1ˉ

  5、玻璃电极:

  玻璃pH电极是目前pH测量的最主要方法之一。当它浸入被测溶液内,被测溶液的氢离了与电极球泡表面水化层进行离了交换,球泡内层也同样产生电极电势。由于内层氢离了不变,而外层氢离了在变化,因此内外层电势差也在变化,它的大小决定于膜外层溶液的氢离了浓度。这种测试方法简单,结果精确,受十扰因素较少。

  6、复合电极:

  目前多数使用一种叫复合电极,即将玻璃电极与参比电极结合成单一探头的电极,具有玻璃电极和参比电极的组合功能,使得测量更加方便、准确、可靠。

标签: 酸度计
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