酸度计的内部元件与检测原理的介绍

本文由 上海泉佰仪器有限公司 整理汇编

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• 酸度计的内部元件与检测原理的介绍

  酸度计的内部元件与检测原理的介绍[详细]

  2024-09-29 00:09

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  酸度计的原理[详细]

  2013-11-26 00:00

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• PH酸度计的原理、分类与使用

  [摘要]本文讲述了PH酸度计的定义、原理及各种测量方法；PH酸度计的大致分类。主要是针对目前市场使用较多的PH酸度计、传感器原理进行分析，对PH酸度计分类进行简单介绍。关键词[酸性、碱性、中性、PH酸度计。随着人民生活水平的提高，PH酸度计逐步进入了我们的生活，与我们的生活息息相关，广泛应用在环保、食品、化工、医药、农业、水产养殖等领域。PH酸度计的定义、原理与测量方法什么是PH？PH是拉丁文“Pondushydrogenii”一词的缩写（Pondus=压强、压力hydrogenium=氢），用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的，但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，只有在与水分子水合作以前，氢核不是以自由态存在。H2O+H2O=+OHˉ由于水全氢离子（H3O）的浓度事与氢离子（H）浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式：H2O=+OHˉ此处正的氢离子人们在化学中表示为“离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示：由于水只有极少量被离解，因此水的克分子浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。KW=K×H2OKW=H3O+ＯＨ－=10－710－7=10mol/l（25℃）也就是说，对于一升纯水在25℃时存在10－7摩尔离子和10－7摩尔OHˉ离子。在中性溶液中，氢离子和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10－7mol/l。如：假如有过量的氢离子，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子游离的物质。同样，如果氢离子并使OHˉ离子游离，那末溶液就是碱性的。所以，给出值就足以表示溶液的特性，呈酸性碱性，为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算，生物学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为“pH值”。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即时因此，PH值是离子浓度以10为底的对数的负数：　　　酸中性碱←　　　　　→PH值改变50的水的pH值，从pH2到pH3需要500l漂白剂。然而，从pH6到pH7只需要50l的漂白剂。测量PH值的方法很多，主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法测得PH值。电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关如；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。例如，一支电极由一根插在含有银离子的盐溶液中的一根银导线制成，在导线和溶液的界面处，由于金属和盐溶液二种物相中银离子的不同活度，便形成离子的充电过程，并形成一定的电位差。失去电子的银离子进溶液。当没有施加外电流进行反充电，也就是说没有电流的话，这一过程Z终会达到一个平衡。在这种平衡状态下存在的电压被称为半电池电位或电极电位。这种（如上所述）由金属和含有此金属离子的溶液组成的电极被称为**类电极。此电位的测量是相对一个电位与盐溶液的成分无关的参比电极进行的。这种具有独立电位的参比电极也被称为第二电极。对于此类电极，金属导线都是覆盖一层此种金属的微溶性盐（如：Ag/AgCL），并且插入含有此种金属盐限离子的电解质溶液中。此时半电池电位或电极电位的大小取决于此种阴离子的活度。此二种电极之间的电压遵循能斯特（NERNST）公式：E=E0+RT1naMenF式中：E电位E0电极的标准电压R气体常数（8.31439焦耳/摩尔和℃）T开氏温度（例：20℃=273+293开尔文）F法拉弟常数（96493库化/当量）n被测离子的化合价（银=1，氢=1）aMe离子的活度标准氢电极是所有电位测量的参比点。标准氢电极是一根铂丝，用电解的方法镀（涂覆）上氯化铂，并且在四周充入氢气（固定压力为1013hpa）构成的。将此电极浸入在25℃时离子含量为1mol/l溶液中，便形成电化学中所有电位测量所参照的半电池电位或电极电位。其中氢电极做为参比电极在实践中很难实现，于是使用第二类电极做为参比电极。其中Z常用的便是银/氯化银电极。该电极通过溶解的AgCl对于氯离子浓度的变化起反应。此参比电极的电极电位通过饱和的kcl贮池（如：3mol/lkcl）来实现恒定。液体或凝胶形式的电解质溶液通过隔膜与被测溶液相连通。利用上述的电极组合银电极和Ag/AgCl参比电极可以测量胶片冲洗液中的银离子含量。也可以将银电极换成铂或金电极进行氧化还原电位的测量。例如：某种金属离子的氧化阶段。Z常用的PH指示电极是玻璃电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3mol/lkcl缓冲溶液，pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映PH值的电位差用Ag/AgCl传导系统，如第二电极，导出。PH复合电极如图（一）此电位差遵循能斯特公式：E=E0+RT1naH3O+nFE=59.16mv/25℃perpH式中R和F为常数，n为化合价，每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲，n=1。温度“T”做为变量，在能斯特公式中起很大作用。随着温度的上升，电位值将随之增大。对于每1℃的温度变大，将引起电位0.2mv/perpH变化。用pH值来表示，则每1℃第1pH变化0.0033pH值。这也就是说：对于20~30℃之间和7pH左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度＞30℃或＜20℃和pH值＞8pH或6pH的应用场合则必须对温度变化进行补偿。图1：pH值一电位一离子浓度之间的关系01234567891011121314OH离子14131211109876543210H离子01234567891011121314pH`+414.4••••　••••••+.59.20-59.2••••••••••••　••••　-414.4mv/25℃从以上我们对PH测量的原理进行了分析而得知我们只要用一台毫伏计即可把PH值显示出来PH酸度计的分类人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的酸度计：按测量精度上可分0.2级、0.1级、0.01级或更高精度按仪器体积上分有笔式（迷你型）、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。根据使用的要求：笔式（迷你型）与便携式PH酸度计一般是检测人员带到现场检测使用。[详细]

  2024-09-30 02:21

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  pH值的测量方法主要有两种:比色法和电测法。测量范围0～14pH。比色法是通过pH试纸颜色的变化测量溶液的pH值，是采用有些指示剂在不同的酸碱度下能呈现能变化或变化为不同颜色这一种特性来测量溶液酸碱度的一种方法。此方法方便、快捷，但比色法受因溶液本身颜色或含蛋白质等干扰而限制采用，这种方法只适用于分辨力大于0.5pH值的测量，而对于分辨力小于0.5pH的测量，我们均采用电计测法即用酸度计进行。我这单主要介绍这种测量方法。酸度计(以下简称pH计)是根据pH实用定义采用氢离了选择性电极测量水溶液pH值的一种广泛使用的化学分析仪器，是用其电势法测量pH。其原理是:当一个氢离了可逆的指示电极和一个参比电极同时浸入在某一溶液中组成原电池(参比电极电位原则是不变的，并应己知)，在一定的温度下产生一个电动势，这个电动势与溶液的氢离了活度有关，而与其他离了的存在关系很小(如图1所示)。25℃下液相中氢离了活度为lmol/kg，气相氢气压为1.01325×(1个大气压)，这时的氢电极称为标准氢电极，它的电极电势为零。任何电极的电势都可以依据这个标准氢电极来度量。将待测电极与标准氢电极连接，温度控制在25℃,所测的电池电动势称为标准电极电势。因此，待测溶液pH的变化可以直接表示为它所构成的电池电动势的变化:式中:R为摩尔气体常数(8.3143J/molk);F为法拉第常数(96487.0c/mol);T为绝温度(273.15℃+t)Eo为标准电极电位。由上式可知，测得电池电动势后，可以计算出溶液的pH值。pH值的数值跟产生的电动势电压(一般在±500mV以内)有很大的关系。目前广泛使用的pH计就是根据这一原理而设计的。[详细]

  2024-09-12 15:58

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  台式酸度计工作原理BM79-PH台式PH计/台式酸度计测量基本原理水溶液pH值的测量一般用玻璃电极作为指示电极，甘汞电极作为参比电极，当溶液中氢离子浓度（严格说是活度）即溶液的pH值发生变化时，玻璃电极和甘汞电极之间产生的电势也随着发生变化，而电势变化关系符合下列公式：△E＝－58.16×△pH×(273+t℃)/293（mV）△E：表示电势的变化，以毫伏为单位。（mV）△pH：表示溶液pH值的变化。t：表示被测溶液的温度（℃）。常用的指示电极有玻璃电极、锑电极、氟电极，银电极等等，其中玻璃电极使用Z广。pH玻璃电极头部是由特殊的敏感薄膜制成，它对氢离子有敏感作用，当它插入被测溶液内，其电位随被测液中氢离子的浓度和温度而改变。在溶液温度为25℃时，每变化1个pH，电极电位就改变59.16mV。这就是常说的电极的理论斜率系数。常用的参比电极为甘汞电极，其电位不随被测液中氢离子浓度而改变。pH值测量的实质就是测量两电极间的电位差。当一对电极在溶液中产生的电位差等于零时，被测溶液的pH值即为零电位pH值，它与玻璃电极内溶液有关。本仪器配用的是由玻璃电极和Ag-Agcl电极组成一体的复合电极，其零点位pH值在7±0.25pH。电路工作理仪器的电路方框图如图所示：由于玻璃电极内阻较高，约2×108Ω，因此，本仪器实际上是一个高输入阻抗的直流放大器，阻抗变换是通过高输入阻抗集成电路来获得的。由于溶液的pH值与温度有关；玻璃电极的mV-pH转换斜率一般都低于理论值，并随使用和存放时间的增长而下降；电极间又存在一定的离散性；所以需要仪器具有温度补偿和电极斜率补偿功能。本仪器温度补偿和电极的pH-mV转换斜率补偿以及pH定位，校正等都是通过微处理器自动控制和调整的。[详细]

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