精密pH計(jì)是一種常用的儀器設(shè)備,主要用來(lái)精密測(cè)量液體介質(zhì)的酸堿度值,配上相應(yīng)的離子選擇電極也可以測(cè)量離子電極電位MV值,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、環(huán)保等領(lǐng)域。精密pH計(jì)也是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認(rèn)證中的必備檢驗(yàn)設(shè)備。
精密pH計(jì)原理與測(cè)量方法
什么是pH?pH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一詞的縮寫(xiě)(Pondus=壓強(qiáng)、壓力hydrogenium=氫),用來(lái)量度物質(zhì)中氫離子的活性。這一活性直接關(guān)系到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學(xué)上是中性的,但不是沒(méi)有離子,即使化學(xué)純水也有微量被離解:嚴(yán)格地講,只有在與水分子水合作用以前,氫核不是以自由態(tài)存在。
H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ 由于水合氫離子(H3O)的濃度是與氫離子(H)濃度等同看待,上式可以簡(jiǎn)化成下述常用的形式:
H2O=H+ + OHˉ
此處正的氫離子人們?cè)诨瘜W(xué)中表示為“H+離子”或“氫核”。水合氫核表示為“水合氫離子”。負(fù)的氫氧根離子稱(chēng)為“氫氧化物離子”。
利用質(zhì)量作用定律,對(duì)于純水的離解可以找到一平衡常數(shù)加以表示:
K = H3O+·OH- ——————
H2O
由于水只有極少量被離解,因此水的克分子濃度實(shí)際為一常數(shù),并且有平衡常數(shù)K可求出水的離子積KW。
KW=K×H2O KW= H3O+·OH-=10-7·10-7=10-14mol/l(25℃)
也就是說(shuō)對(duì)于一升純水在25℃時(shí)存在10-7摩爾H3O+離子和10-7摩爾OHˉ離子。
在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10-7mol/l。如:
假如有過(guò)量的氫離子H+,則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H+游離的物質(zhì)。同樣,如果氫離子H+并使OHˉ離子游離,那末溶液就是堿性的。所以,給出CH+值就足以表示溶液的特性,呈酸性堿性,為了免于用此克分子濃度負(fù)冥指數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,生物學(xué)家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數(shù)值用對(duì)數(shù)代替,并定義為“pH值”。數(shù)學(xué)上定義pH值為氫離子濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值。即
因此,PH值是離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù):
改變50m3的水的pH值,從pH2到pH3需要500L漂白劑。然而,從pH6到pH7只需要50L的漂白劑。
測(cè)量PH值的方法很多,主要有化學(xué)分析法、試紙法、電位法。現(xiàn)主要介紹電位法測(cè)得PH值。
電位分析法所用的電極被稱(chēng)為原電池。原電池是一個(gè)系統(tǒng),它的作用是使化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)成為電能。此電池的電壓被稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)(EMF)。此電動(dòng)勢(shì)(EMF)由二個(gè)半電池構(gòu)成,其中一個(gè)半電池稱(chēng)作測(cè)量電極,它的電位與特定的離子活度有關(guān),如H+;另一個(gè)半電池為參比半電池,通常稱(chēng)作參比電極,它一般是測(cè)量溶液相通,并且與測(cè)量?jī)x表相連。
例如,一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導(dǎo)線制成,在導(dǎo)線和溶液的界面處,由于金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度,形成離子的充電過(guò)程,并形成一定的電位差。失去電子的銀離子進(jìn)溶液。當(dāng)沒(méi)有施加外電流進(jìn)行反充電,也就是說(shuō)沒(méi)有電流的話(huà),這一過(guò)程*終會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡。在這種平衡狀態(tài)下存在的電壓被稱(chēng)為半電池電位或電極電位。這種(如上所述)由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱(chēng)為**類(lèi)電極。
此電位的測(cè)量是相對(duì)一個(gè)電位與鹽溶液的成分無(wú)關(guān)的參比電極進(jìn)行的。這種具有獨(dú)立電位的參比電極也被稱(chēng)為**電極。對(duì)于此類(lèi)電極,金屬導(dǎo)線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽(如:Ag/Agcl),并且插入含有此種金屬鹽陰離子的電解質(zhì)溶液中。此時(shí)半電池電位或電極電位的大小取決于此種陰離子的活度。
技術(shù)指標(biāo):
1.精密pH計(jì)級(jí)別:0.02級(jí)
2.精密pH計(jì)測(cè)量范圍
pH:(0.00~14.00)pH
mV:(-1400~1400)mV
3.分辨率
pH:0.01pH
mV:1mV
4.基本誤差
pH:±0.01pH±1個(gè)字
mV:±2mV±1個(gè)字
5.精密pH計(jì)輸入阻抗:不小于1×1012Ω
6.穩(wěn)定性:±0.01pH±1個(gè)字/3h
7.精密pH計(jì)溫度補(bǔ)償范圍:(0~60)℃
8、被測(cè)溶液溫度:(5~60)℃
9、電 源:AC (220±22)V,(50±l)Hz
10、外形尺寸(mm):290×210×95
11、重 量:1.5kg