《第三章分析仪器维护》-公开课件.ppt

分析仪器维护 第三章 电化学分析仪器的维护 第一节 酸度计(离子计) 第二节 电位滴定仪 第一节 酸度计(离子计) 直接电位法是采用酸度计或离子计通过对由电极与被测溶液组成的电池电动势(电极电位)的测量，根据电动势(电极电位)与溶液浓度之间的定量关系求出物质含量的。因此，酸度计、离子计都是由电计和电极两部分组成的。 一、酸度计 1．电计部分－酸度计 酸度计亦称pH计，是目前最常用的测量溶液pH值的仪器。它是通过测量电极对H+离子响应而产生的电位信号并使之直接转换为酸度(pH)。目前常见的酸度计主要是pHS系列酸度计。 （1）酸度计的结构 酸度计一般设有以下几个调节器： ①零点调节器 当指示电极和参比电极之间的极间电势为零时，溶液的pH的值称为“零位pH”值(也称测量元件的“零点”)。但由于仪器零点是可变的且任意两个测量元件的零点也不相同，因些，仪器的“电气零点”设计为可调形式。 ②定位调节器 在用标准缓冲溶液对仪器进行校准时，需用定位调节器，它的作用在于抵消外参比电极电位、不对称电位、内参比电极电位以及液接界电位等因素的影响。由于被补偿电位中的液接界电位随溶液性质而变，为了使对标准缓冲溶液（定位）和未知溶液(测定)的两次测量中液接界电位能相互抵消，所以定位所用标准缓冲溶液的pH值应尽量与被测液的pH值相近。 ③温度补偿器 根据能斯特方程式可知，溶液的pH值与电动势的关系随温度而变化，其转换系数k()系温度的函数。不同温度下的 理论k值如表3-1所示。 表3-1 不同温度下的理论k值 ④斜率补偿调节器(即mV/pH调节器) 温度补偿器一般是按理论转换系数设计的。实际上玻璃电极的k值往往低于理论值，另外，玻璃电极的长期使用也会使k下降。因此，在pH的精密测量中，需采用两点定位法。这种定位方法是选用两种pH值不同的标准缓冲溶液，使被测液的pH值能介于选用的两标准缓冲溶液pH值之间。先用一种标准缓冲溶液将定位旋钮调至“0”，然后用斜率补偿调节器调节电表示值为两份标准缓冲溶液pH值的差值，即ΔpH值的位置，固定斜率补偿调节旋钮，再用第二份标准缓冲溶液将定位旋钮调至该缓冲液pH值，这时“定位”调节器不变，就可对被测液进行测量。 （2）酸度计的工作原理 常用的调制放大式酸度计工作原理如下： 首先将被测直流电压信号预先调制为交流电压信号，经过交流放大，然后通过解调器将其还原为与输入信号的辐度 和极性相对应的直流信号，从而推动电表指示出读数。采用调制式放大器易避免交流电源干扰，直流干扰明显降低，可得到低噪音放大，零点漂移对读数的影响可减小到很低，从而使仪器的稳定性和灵敏度有很大提高。 （3）常见的酸度计 ①pHS-2型酸度计 pHS-2型酸度计是目前应用较为广泛的酸度计之一，其外型及面板如图3-1所示。该仪器性能稳定，读数重现性较好；测量范围宽，线性度高。它采用变容二极管参量振荡放大器作为输入极，输入阻抗高达1012Ω以上，利用深度负反馈提高稳定性和线性度。内部标准电位差计线路可以抵消一部分输入讯号，以便迁移量程，使表头满度指示间隔为2pH单位，达到扩大测量范围的作用。其工作原理如图3—2所示。 pHS-2型酸度计的整机电路由变容二极管参量振荡放大器、中间放大器、整流电路、显示桥路、零点调节、定位调节、量程扩展及温度补偿等部分组成。图3-3是该仪器的整机线路图。 ②pHS-3B型数字式酸度计 pHS-3B型数字式酸度计是一种精密的实验室测量仪器，广泛地应用于样品溶液酸碱度的精确测量。仪器外形如图3-4所示。 该仪器的电计部分是一台具有高输入阻抗的、深度负反馈直流放大器。主要由输入级、模数转换、电源电路三部分组成。仪器原理方框图见图3-5。 输入级包括阻抗变换、比例放大、定位、温度补偿。 根据电极系统的输出特性，要求仪器有足够的高输入阻抗，阻抗变换部分所选用的高阻组件，其输入阻抗5×1011Ω，而输出阻抗很小，仅约几百欧，电极信号经过阻抗变换部分变换后，幅度大小不变，仅信号内阻变小了，比例放大器在mV档和pH档放大倍数不同。 mV档 K=1 pH档 K=1.84 在mV档，100mV电极信号经放大器后输出仍为1