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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:2020-08-05    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
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。成都方舟科技开发公司所生产的pHS-4C+等“+”系列型号仪器正体现了这一趋势。

  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,科立龙公司的PH仪器的级别区别规定也按如下区分:

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

例如科立龙公司的酸度计 KL-009I KL-009II/KL-03I KL-016 PC-2

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。



    通过测定电极与参比电极组成的工作电池在溶液中测得的电位差,并利用待测溶液的pH值与工作电池的电势大小之间的线性关系,再通过电流计转换成pH单位数值来实现测定。


    数显酸度计参数:


    仪器级别: 0.1 级。


    测量范围: pH 0.00~14.00pH ;mV 0 ~ ± 1400mV。


    分辨率: 0.01pH , 1mV , 0.1 ℃。


    温度补偿范围: 0 ~ 60 ℃。


    电子单元基本误差: pH ± 0.05pH ;mV ± 1% ( FS )。


    仪器基本误差:± 0.1pH。


    电子单元输入电流:不大于 1 × 10 - 11 A。


    电子单元输入阻抗:不小于 3 × 10 11 Ω。


    电子单元重复性误差: pH 0.05pHmV 5mV。


    仪器重复性误差:不大于 0.05pH。


    电子单元稳定性:± 0.05pH ± 1 个字 /3h。


    外形尺寸: 220 × 160 × 65mm ( l × b × h )。


    重量: 0.3kg。


    数显酸度计维护:


    目前实验室使用的电极都是复合电极,其优点是使用方便,不受氧化性或还原性物质的影响,且平衡速度较快。


    使用时,将电极加液口上所套的橡胶套和下端的橡皮套全取下,以保持电极内氯化甲溶液的液压差。


    下面就把电极的使用与维护简单作一介绍:


    复合电极不用时,可充分浸泡3M氯化甲溶液中。切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。


    使用前,检查玻璃电极前端的球泡。正常情况下,电极应该透明而无裂纹;球泡内要充满溶液,不能有气泡存在。


    测量浓度较大的溶液时,尽量缩短测量时间,用后仔细清洗,防止被测液粘附在电极上而污染电极。


    清洗电极后,不要用滤纸擦拭玻璃膜,而应用滤纸吸干, 避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染,影响测量精度。


    测量中注意电极的银—氯化银内参比电极应浸入到球泡内氯化物缓冲溶液中,避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时,注意将电极轻轻甩几下。


    电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。


    严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。


    →pH玻璃电极的贮存


    短期:贮存在pH=4的缓冲溶液中;


    长期:贮存在pH=7的缓冲溶液中。


    →pH玻璃电极的清洗。





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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