① PH计的原理
什么是pH?pH是拉丁文“Pons hydrogenii”一词的缩写(Pons=压强、压力hydrogenium=氢),用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的,但不是没有离子,即使化学纯水也有微量被离解:严格地讲,在与水分子水合作用以前,氢核不是以自由态存在。
H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ,由于水合氢离子(H3O+)的浓度是与氢离子(H+)浓度等同看待,上式可以简化成下述常用的形式:
H2O=H+ + OHˉ
此处正的氢离子,人们在化学中表示为“H+离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。
利用质量作用定律,对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示:
K=H3O+×OH-————H2O
由于水只有极少量被离解,因此水的质量摩尔浓度实际为一常数,并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。
KW=K×H2O KW= H3O+·OH-=10-7·10-7=10-14mol/l(25℃)
也就是说对于一升纯水在25℃时存在10-7摩尔H3O+离子和10-7摩尔OHˉ离子。
在中性溶液中,氢离子H+和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10-7mol/l。如:
假如有过量的氢离子H+,则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H+游离的物质。同样,如果使OHˉ离子游离,那么溶液就是碱性的。所以,给出H+值就足以表示溶液的特性,呈酸性还是碱性,为了免于用此分子浓度负冥指数进行运算,生物学家泽伦森(Soernsen)在1909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。即pH=-log[H+]。
因此,pH值是离子浓度以10为底的对数的负数:
改变50m3的水的pH值,从pH2到pH3需要500L漂白剂。然而,从pH6到pH7只需要50L的漂白剂。
测量pH值的方法很多,主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法测得pH值。
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。
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:
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(273.15+20)293.15开尔文)
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
标准氢电极是所有电位测量的参比点。标准氢电极是一根铂丝,用电解的方法镀(涂覆)上氯化铂,并且在四周充入氢气(固定压力为1013hpa)构成的。
将此电极浸入在25℃时H3O+离子含量为1mol/l溶液中便形成电化学中所有电位测量所参照的半电池电位或电极电位。其中氢电极作为参比电极在实践中很难实现,于是使用第二类电极做为参比电极。其中最常用的便是银/氯化银电极。该电极通过溶解的AgCl对于氯离子浓度的变化起反应。
此参比电极的电极电位通过饱和的kcl贮池(如:3mol/l kcl)来实现恒定。液体或凝胶形式的电解质溶液通过隔膜与被测溶液相连通。
利用上述的电极组合—银电极和Ag/AgCl参比电极可以测量胶片冲洗液中的银离子含量。也可以将银电极换成铂或金电极进行氧化还原电位的测量。例如:某种金属离子的氧化阶段。
最常用的pH指示电极是玻璃电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃。管内充填有含饱和AgCl的3mol/l kcl缓冲溶液,pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映pH值的电位差用Ag/AgCl传导系统,
如第二电极,导出。pH复合电极和pH固态电极,
此电位差遵循能斯特公式:
将E0、R、T(298.15K即25℃)等数值代入上式既得:
E=59.16mv/25℃ per pH (式中已将ln(H3O+)转化为pH)
式中R和F为常数,n为化合价,每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲n=1。温度“T”做为变量,在能斯特公式中起很大作用。随着温度的上升,电位值将随之增大。
对于每1℃的温度变大,将引起电位0.2mv/per pH变化。用pH值来表示则每1℃第1pH变化0.0033pH值。
这也就是说:对于20~30℃之间和7pH左右的测量不需要对温度变化进行补偿;而对于温度>30℃或<20℃和pH值>8pH或6pH的应用场合则必须对温度变化进行补偿。
工业PH计,是一种常用的工业仪器设备,主要用来精密测量液体介质的酸碱度值。以及安装、清洗、抗干扰等等问题的考虑
② PH检测仪的PH计的工作原理
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在拉丁文中,是Pons hydrogenii的缩写,是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。
③ ph计的原理
PH计测量原理:
根据测量电极与参比电极组成的工作电极电池在溶液中测得的电位差,并利用待测溶液的PH值与工作电池的电势大小之间的线性关系,再通过电流计转换成PH单位数值来实现测定。
PH计,是一种常用的仪器设备,主要用来精密测量液体介质的酸碱度值,配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值,PH计被广泛应用于环保、污水处理、科研、制药、发酵、化工、养殖、自来水等领域。该仪器也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证中的必备检验设备。
④ 工业PH计的原理
水的pH值随着所溶解的物质的多少而定,因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响,同时还影响活性污泥生化作用,即影响处理效果,污水的pH值一般控制在6.5~7之间。
pH值通常用电位法测量,通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池,原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度,也取决于溶液的酸碱度。当玻璃探头和氢离子接触时就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中银丝对照参比电极测到的。pH值不同对应产生的电位也不一样,通过变送器将其转换成标准4-20mA输出。
⑤ ph计原理是什么
pH计是利用原电池的原理工作的,原电池的两个电极间的电动势依据能斯特定律,既与电极的自身属性有关,还与溶液里的氢离子浓度有关。原电池的电动势和氢离子浓度之间存在对应关系,氢离子浓度的负对数即为pH值。
PH计也称为酸度计,一般用来测量溶液中氢离子的活度。
基本原理:
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。
⑥ PH计原理是什么
水的pH值随着所溶解的物质的多少而定,因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响,同时还严重影响活性污泥生化作用,即影响处理效果,污水的pH值一般控制在6.5~7之间。
水在化学上是中性的,某些水分子自发地分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中,氢离子H 和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l,pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数:pH=-log,因此中性溶液的pH值等于7。
如果有过量的氢离子,则pH值小于7,溶液呈酸性;反之,氢氧根离子过量,则溶液呈碱性。pH值通常用电位法测量,通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池,原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度,也取决于溶液的酸碱度。
(6)工业用ph计原理是什么扩展阅读
pH计的特点:
pH电极上的玻璃随着时间推移会逐渐老化,梯度(单位pH值变化所引起的电极输出电位的变化值)恶化,花费较长时间才能达到稳定电位。一般电极的使用寿命,可达两年。另外,温度对老化也有较大影响,100℃下贮存几周的老化程度相当于室温下贮存一年的老化程度。
pH计具有高精度、高可靠性、安装及维护方便等优点,同时对污染也较敏感,需要经常标定,一般每隔一个到一个半月标定一次,每两年更换一次电极。
⑦ pH计为什么要用pH已知的标准缓冲溶液进行校准
pH计工作原理并不是直接能测定pH,而是通过测定溶液带电离子电压而间接反应溶液的氢离子浓度而换算成pH值的,也就是不同氢离子浓度的溶液对应机器显示的不同的pH值。
只有用pH已知的三种标准缓冲液才能得到电压与实际pH的对应比值,两点决定一条直线,进而作为机器的换算标准用于测量。
校准时要保证把探头测不同溶液之前要用去离子水冲洗干净,并用擦镜纸擦干;并且最好是探头放进去稳定读数后立即拿出,防止探头被损坏失准;另外,由于溶液不均或者仪器本身的原因,测量时要保证溶液静止,不然会使结果偏小;不同校准液中操作尽量一致;如果仪器允许,可以尽量采用三点校准法。
pH值指酸碱度,以水的pH值7为中性,当pH<7的时候呈酸性,当pH>7时候呈碱性,女性生殖道pH值呈弱酸性,趋于碱性时就容易感染炎症。
⑧ ph计的校准方法
校准方法均采用两点校准法,即选择两种标准缓冲液:
一种是pH7标准缓冲液。
第二种是pH9标准缓冲液或pH4标准缓冲液。先用pH7标准缓冲液对电计进行定位,再根据待测溶液的酸碱性选择第二种标准缓冲液。
如果待测溶液呈酸性,则选用pH4标准缓冲液;如果待测溶液呈碱性,则选用pH9标准缓冲液。若是手动调节的pH计,应在两种标准缓冲液之间反复操作几次,直至不需再调节其零点和定位(斜率)旋钮,pH计即可准确显示两种标准缓冲液pH值。则校准过程结束。
此后,在测量过程中零点和定位旋钮就不应再动。若是智能式pH计,则不需反复调节,因为其内部已贮存几种标准缓冲液的pH值可供选择、而且可以自动识别并自动校准。但要注意标准缓冲液选择及其配制的准确性。智能式0.01级pH计一般内存有三至五种标准缓冲液pH值,如科立龙公司的KL-016型pH计等。
其次,在校准前应特别注意待测溶液的温度。以便正确选择标准缓冲液,并调节电计面板上的温度补偿旋钮,使其与待测溶液的温度一致。不同的温度下,标准缓冲溶液的pH值是不一样的。
pH计是利用原电池的原理工作的,原电池的两个电极间的电动势依据能斯特定律,既与电极的自身属性有关,还与溶液里的氢离子浓度有关。原电池的电动势和氢离子浓度之间存在对应关系,氢离子浓度的负对数即为pH值。
pH计是一种常见的分析仪器,广泛应用在农业、环保和工业等领域。土壤pH值是土壤重要的基本性质之一。在pH测定过程中应考虑待测溶液温度及离子强度等因素。
测量要点
在进行操作前,应首先检查电极的完好性。甘汞电极。由于复合电极使用比较广泛,以下主要讨论复合电极。
实验室使用的复合电极主要有全封闭型和非封闭型两种,全封闭型比较少,主要是以国外企业生产为主。复合电极使用前首先检查玻璃球泡是否有裂痕、破碎,如果没有,用pH缓冲溶液进行两点标定时,定位与斜率按钮均可调节到对应的pH值时,一般认为可以使用,否则可按使用说明书进行电极活化处理。
活化方法是在4%氟化氢溶液中浸3~5 s左右,取出用蒸馏水进行冲洗,然后在0.1mol/L的盐酸溶液中浸泡数小时后,用蒸馏水冲洗干净,再进行标定,即用pH值为6.86(25℃)的缓冲溶液进行定位,调节好后任意选择另一种pH缓冲溶液进行斜率调节,如无法调节到,则需更换电极。
⑨ pH计是根据什么原理做的
ph计在内部利用的是电化学的原理,将所侧溶液和一个甘汞电极组成一个电池,测电池的电动势然后换算为所侧溶液的氢离子浓度,再折算成PH值。
⑩ ph计现场与plc数值显示不一样
查PLC程序,或者检查上位机软件,肯定是机子出问题了。
什么是pH计?PH计是指用来测定溶液酸碱度值的仪器。
PH计的工作原理:大多数pH计是利用原电池的原理工作的,原电池的两关个电极间的电动势依据能斯特定律,既与电极的自身属性有关,还与溶液里的氢离子浓度有。原电池的电动势和氢离子浓度之间存在对应关系,氢离子浓度的负对数即为pH值。
PH计的应用领域:pH计应用范围从工业用水和废物处理到采矿中的浮选过程,包括纸浆和造纸、金属加工、化工、石油、合成橡胶生产、发电厂、制药、食品加工等广泛领域,也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证中的必备检验设备。
PH计的仪器特点及优势有:国外进口公司芯片,96x96国际标准外壳,90%零件为国际名牌;光电耦合器隔离保护输出,输入信号与输出信号无干扰;数据可保存十年以上,无须后备电池,断电后数据不丢失;高性能运算放大器,ORP正负值对称,温漂小,稳定,精确。