ph计的原理及注意事项.ppt

主讲:卞在雄内容导览PH计工作原理PH计校正方法PH计保养及注意事项PH计概念什么是PH计pH计,又称酸度计,是用来测定溶液pH的一种仪器。酸度计是利用溶液的电化学性质测量氢离子浓度,用来确定溶液酸碱度的一种传感器。PH计广泛应用于工业、农业、科研、环保等领域。PH计的种类PH计的种类有哪些?主要有台式酸度计(工业在线酸度计PH计)、便携式PH计、笔式酸度计三大类别。PH值PH值是怎么定义的?pH值被定义为氢离子浓度的对数的负值。通常pH值的范围是为0~14。25℃中性水的pH值为7,pH值小于7的溶液为酸性,pH值大于7为碱性。PH计工作原理PH计的工作原理是怎样的?酸度计是利用化学上的原电池的原理工作的。原电池的两个电极间的电动势不仅与电极的自身属性有关,还与溶液里的氢离子的浓度有关,因此电动势和氢离子的浓度有一个对应关系。离子活度是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度(α)和浓度(c)之间存在定量的关系,其表达式为:α=γc式中:α为离子的活度;γ为离子的活度系数;c为离子的浓度。γ通常小于1,在溶液无限稀时离子间相互作用趋于零,此时活度系数趋于1,活度等于溶液的实际浓度。一般在水溶液中H离子的浓度非常小,所以H离子的活度基本和其浓度相等。根据能斯特方程,离子活度与电极电位成正比,因此可对溶液建立起电极电位与活度的关系曲线,此时测定了电位,即可确定离子活度,所以实际上我们是通过测量电位来计算H离子的浓度的。PH计工作原理能斯特方程:公式中:E—电位;E0—电极的标准电压;R—气体常数(℃)T—开氏绝对温度(例:20℃相当于(+20))F—法拉弟常数(96493库化/当量)n—被测离子的化合价(银=1,氢=1)ln(aMe)—离子活度aMe的对数在水溶液中氢核基本不以自由态存在,实际的情况是:H2O+H2O=H3O++OHˉ,自由态的H离子基本可以忽略,水溶液中H3O+(水合氢离子)的浓度基本上和H离子浓度相等,所以,上式通常简化为:H2O=H++OHˉ在25℃的纯水中,仅有微量的水发生电离,进过测量此时的H离子和OHˉ离子的浓度为10-7mol/l,水的离子积KW为:KW=K×H2OKW=H3O+*OHˉ=10-7*10-7=10-14mol/l(25℃)在同一温度下,水的离子积为一常数,比如在25℃是,水的离子计总为10-14mol/l,比如:如果这是H+的浓度为10-3mol/l,那么OHˉ的浓度就是10-11mol/l。当溶液中的H+离子浓度大于OHˉ离子浓度时,我们称其为酸性溶液,当H+离子浓度小于OHˉ离子浓度时我们称其碱性溶液。实际使用中,离子浓度很小,为了避免使用中的不便,1909年生物学家泽伦森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。因此,PH值以H离子浓度以10为底的负对数值。PH计的组成PH计由三个部件构成,简单的说就是电极和电计组成的。参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位,作为测量各种偏离电位的对照。银-氧化银电极是目前pH中最常用的参比电极。玻璃电极的功能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。把对pH敏感的电极和参比电极放在同一溶液中,就组成一个原电池,该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和。E电池=E参比+E玻璃,如果温度恒定,这个电池的电位随待测溶液的pH变化而变化,而测量pH计中的电池产生的电位是困难的,因其电动势非常小,且电路的阻抗又非常大1-100MΩ;因此,必须把信号放大,使其足以推动标准毫伏表或毫安表。电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍,放大了的信号通过电表显示出,电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度,为了使用上的需要,pH电流表的表盘刻有相应的pH数值;而数字式pH计则直接以数字显出pH值。1)一个参比电极;2)一个玻璃电极;3)一个电流计。电极A、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称为参比电极。参比电极有硫酸亚***电极、甘***电极和银/***化银电极等几种。最常用的是甘***电极和银/***化银电极。B、玻璃电极:由玻璃支杆、玻璃膜、内参比溶液、内参比电极、电极帽、电线等组成。玻璃支杆;玻璃膜:由特殊成份组成的对氢离子敏感的玻璃膜组成。玻璃膜一般呈球泡状;球泡内充入内参比溶液(中性磷酸盐和***化钾的混合溶液);插入内参比电极(一般用银/***化银电极),用电极帽封接引出电线,装上插口,就成为一支pH指示电极。市场销售的最常用的指示电极是231玻璃pH电极。C、复合电极:(我们用的E-201-C)外壳为塑料的就称为塑壳pH复合电极。外壳为玻璃的就称为玻璃pH复合电极。pH复合电极的结构主要由电极