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    • pH检测原理与应用选型

      日期:2024-11-21    编辑:球盟会(中国)    浏览量:584

    pH的定义

    pH:表示水溶液的酸碱性强弱程度。
    1.pH范围:0~14之间
    2.测定pH最简便的方法:pH试纸
    3.pH计算表示方法:pH=-logC(H+) 用C(H+)的负对数来表示

     

    意义:表示溶液酸、碱性的强弱。
    pH范围在0~14之间,只适用于稀溶液,氢离子浓度或氢氧根离子浓度大于1mol/L的溶液的酸碱度直接用浓度表示。

     

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    pH与溶液酸碱度的关系:1、pH<7,溶液呈酸性;pH越小酸性越强;2、pH=7,溶液呈中性。3、pH>7,碱性呈溶液;pH越大碱性越强;

     

    水质 pH值的测定 电极法 行业标准:
    水质 pH值的测定 电极法 HJ 1147-2020为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》,保护生态环境,保障人体健康,规范水中 pH 值的测定方法。本标准规定了测定地表水、地下水、生活污水和工业废水中 pH 值的电极法。

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    pH测量原理

    ●顺利获得测量测量电极与参比电极之间的电位差,并利用能斯特方程,可以计算出溶液中的氢离子浓度,从而得到pH值。●玻璃电极的表面涂有一层敏感膜,当溶液中的氢离子与膜上的离子发生交换时,会产生一个电位差。参比电极则是一个稳定的电极,其电位不随溶液中氢离子浓度的变化而变化。●测量电极:对溶液pH值变化敏感●参比电极:恒定电位

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      pH电极结构  

    1948年之前,pH测量必须由两支电极完成,一支玻璃测量电极,一支参比电极。1948年发明了复合pH传感器

    pH玻璃电极结构

    玻璃电极:是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。
    参比电极:对溶液中氢离子活度无响应,具有已知和恒定的电极电位的电极,作为测量各种偏离电位的对照。
    电位计:能测量高阻抗电位,能测量正负电势差。

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    pH复合电极结构

    复合电极:现在使用最普遍的电极,结合了参比电极和玻璃电极这两种电极的功能,操作更加简易。
    常用参比电极:银/氯化银电极、饱和甘汞电极
    常用的填充液:饱和氯化钾、饱和硝酸钾溶液、氯化钠溶液等


    pH计分类

    根据使用场合:
    笔式pH计:主要用于代替pH试纸的功能,具有精度低、使用方便的特点。

     

    便携pH计:主要用于现场和野外测量,要求较高的精度和完善的功能。
    台式pH计:主要用于实验室,要求精度高、功能全,包括打印输出、数据处理等。
    工业pH计:用于工艺流程式的陆续在测量,要求有测量显示功能、报警和控制功能,以及考虑安装、清洗、抗干扰等问题。

    pH测量误差

    1、纯水pH测量的静电荷电导率小于5uS/cm的水样接近于绝缘体,水样流动与电极表面摩擦可产生静电荷,又静电荷不能及时流走而在玻璃电极表面积累。该静电荷的作用使玻璃电极的电极电位Eg发生变化,从而使pH计测量的电位差(Eg-Er)发生变化,造成pH测量误差。

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    2、温度的影响根据pH测量原理,测量水样的pH可以表示为:pH=pHs-(E-Es)·F/(2.303RT)系数F/(2.303RT)受温度的变化呈规律性变化。图片6.png
    3、其他误差(1)因制造过程中的缺陷、使用过程中的老化或污染而导致测量误差。(2)校准方法不当或使用的校准液不准确,会导致测量误差。(3)不正确的使用和维护方法也可能导致误差。

     

    pH测量误差与选型

    测量误差

    选型

    静电荷:水样流动与电极表面摩擦可产生静电荷。

     

    常规电极

    普通电极应用于测量各种混合物中的电位和PH值,化学实验室中,也常用于环境监测和食品加工等各种领域               

    纯水电极

    纯水电离出来的离子少、电阻大;电位不稳定,需要较长时间平衡以及容易产生液接电势误差。

    优选低阻敏感膜

    温度:温度变化引起的玻璃电极误差,可以顺利获得温度补偿进行补偿。

     

    温补功能

    其他:使用过程中的操作误差或设备本身存在的测量误差。

    操作误差


    壳体材料的选择

    PC塑料外壳

    塑料外壳耐碰撞和冲击,适用温度<80℃,在高碱溶液及部分介质中易受腐蚀

    玻璃外壳

    用温度0-150℃,除氢氟酸溶液外一般不受腐蚀,易碰撞损坏

    液接界的选择

    纤维材质

    一般用于塑壳电极中,其溶液渗出速度较快,不易堵塞

    陶瓷芯

    耐腐蚀性好,液接界电势的稳定性及重现性均较好,可用于高温介质中,是应用广泛的液接界材料

    玻璃磨口

    接界与溶液接触面积及渗出速度均较大,适用于离子强度较弱,高粘度,混浊液体或胶体溶液的测定

    pH敏感玻璃膜的选择

    常规的敏感玻璃膜

    适用于一般的水质测量

    高温强酸敏感玻璃膜

    适用于需要测量高温强酸介质的环境

    低电阻敏感玻璃膜

    适用于纯水的测量,因为纯水的电阻较大

    参比电极的选择

    饱和甘汞电极

    具有稳定的电极电位和良好的重现性

    /氯化银电极

    具有较高的稳定性和较低的电极电位,适用于一些需要较低电位测量的场合