PH计的使用浅析.ppt

pH计的原理及使用注意事项 主要内容 定义 分类 结构 工作原理 使用方法 注意事项 pH值定义 酸度计：简称pH计，由电极和电计两部分组成。主要用来测量液体介质的酸碱度值,配上相应的电极可以测量电位mv值，广泛应用于工业,农业,科研,环保等领域. pH值定义 pH值是水溶液最重要的理化参数之一。 水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值，表示为： pH= - lg aH+（离子活度是指电解质溶液中参与电化学反应离子的有效浓度） pH值有时也称氢离子指数，由于氢离子活度的数值往往很小，在应用很不方便，所以就用pH值概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指示。而且，氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小，这样应用起来就十分方便，并由此得到： ⑴中性水溶液，pH= - lg aH+=-lg10-7=7 ⑵酸性水溶液，pH7，pH值越小，表示酸性越强； ⑶碱性水溶液，pH7，pH值越大，表示碱性越强。 分类 1根据仪器精度分类： 分为0.2级、0.1级、0.02级、0.01级和0.001级。数字越小，精度越高。 2根据读数指示分类： 分为指针式和数字显示式二种。指针式pH计现在已很少使用，但指针式仪表能够显示数据的连续变化过程，因此在滴定分析中还有使用。 3根据元器件类型分类： 分为晶体管式、集成电路式和单片机微电脑式。现在更多的是应用微电脑芯片，大大减少了仪器体积和单机成本；但芯片的开发成本很贵。 4根据应用场合分类： 分为笔式pH计、便携式pH计、实验室pH计和工业在线连续监测pH计等。 笔式、便携式、台式（实验室） 笔式 工业在线酸度计 结构 pH计的结构包括复合电极和电流计，复合电极也就是我们所说的指示电极和参比电极，一般pH计的指示电极都是玻璃电极。玻璃电极的功能是对溶液内的氢离子敏感，以氢离子的变化而反应出电位差。参比电极的作用是提供恒定的电位，作为偏离电位的参照。 pH计的部件中，电流计是用于测量整体电位的，它能在电阻极大的电路中捕捉到微小的电位变化，并将这个变化通过电位表现出来。为了方便读数，pH计都有显示功能，就是将电流计的输出信号转换成了pH读数。 玻璃电极和饱和甘汞电池 复合电极 工作原理 pH计是以电位测定法来测量溶液pH值的，因此pH计的工作方式，除了能测量溶液的pH值以外，，还可以测量电池的电动势。pH是指物质中氢离子的活度，pH值则是氢离子浓度的对数的负数。 pH计的主要测量部件是玻璃电极和参比电极，玻璃电极对pH敏感，而参比电极的电位稳定。将pH计的这两个电极一起放入同一溶液中，就构成了一个原电池，而这个原电池的电位，就是这玻璃电极和参比电极电位的代数和。 pH计的参比电极电位稳定，那么在温度保持稳定的情况下，溶液和电极所组成的原电池的电位变化，只和玻璃电极的电位有关，而玻璃电极的电位取决于待测溶液的pH值，因此通过对电位的变化测量，就可以得出pH溶液的pH值。 工作原理 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指示电极，它的电位与特定的离子活度有关，如H+；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，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，这一过程最终会达到一个平衡。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第一类电极。 工作原理 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阴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： 能斯特公式 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—开氏绝对温度（例：20℃相当于（273.