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酸度計的級別和儀器的準(zhǔn)確度 酸度計是如何工作的

時間:2020-08-04    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
酸度計的級別和儀器的準(zhǔn)確度 提要:酸度計的級別和儀器的準(zhǔn)確度是不同的兩個概念,儀器級別與其準(zhǔn)確度并不完全一致。
酸度計的級別是按其指示器(簡稱電計)的分度值(分辨率或最小顯示值)表示的,例如:分度為0.1pH的儀器稱為0.1級儀器;最小顯示值為0.001pH的儀器稱為0.001級儀器,等等。而儀器的準(zhǔn)確度是電計與電極配套測試標(biāo)準(zhǔn)溶液的綜合誤差,它不僅與電計有關(guān),而且與玻璃電極和參比電極更有關(guān)。從實際使用要求出發(fā),目前電計的分度值為0.1~0.001pH,如果有必要的話,依當(dāng)前的科技水平,完全可以制作出更精密的電計。但是,由于結(jié)構(gòu)和制造等方面的原因,目前常用電極的性能還不能達到完全理想的程度。玻璃電極的重復(fù)性誤差和參比電極的溶液接界電勢穩(wěn)定性都不優(yōu)于0.01pH。因此,電計的分辨率再高,儀器測試準(zhǔn)確度都難優(yōu)于0.01pH。但是,選擇高分辨率的儀器可以最大限度地克服或消除電計對測試誤差的影響。由于要使電計達到滿意的精度已不成問題,所以目前都在儀器的智能化,人性化,可靠性,操作簡便以及性價比等方面不斷創(chuàng)新和提高。
酸度計的級別與其測試準(zhǔn)確度的關(guān)系在酸度計國家計量檢定規(guī)程(JJG 119—84)中規(guī)定如下:
儀器的級別 0.2級 0.1級 0.02級 0.01級 0.001級
分度值或最小顯示值(pH) 0.2 0.1 0.02 0.01 0.001
電計示值誤差(pH) ±0.1 ±0.05 ±0.01 ±0.01 ±0.002
配套測試示值總誤差(pH) ±0.2 ±0.1 ±0.02 ±0.02 ±0.01
注:配套測試時的測試范圍應(yīng)控制在pH3~pH10內(nèi)。
從上表可以看出,對于0.01級以下的酸度計,示值總誤差數(shù)值等于其級別,對于0.01級的酸度計,示值總誤差為0.02pH,對于0.001級酸度計,其示值總誤差也只能達到±0.01pH,而且此時需要使用一級pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)才能得到保證。(注意:pH國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分一級和二級兩種,一般酸度計常用的是二級pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。)
還需要說明的是,儀器示值總誤差的檢測為什么要規(guī)定測試范圍為pH3~pH10呢?是由于參比電極的液接界電勢與溶液的pH有關(guān),在pH3~pH10范圍內(nèi)液接界電勢可穩(wěn)定在±0.01pH范圍內(nèi),若10<pH<3時,液接界電勢引起的誤差可高達±0.07pH。同時,玻璃電極在堿性和酸性溶液中還會產(chǎn)生堿誤和酸誤。因此必須規(guī)定在pH3~pH10范圍內(nèi)檢測,否則將無法區(qū)別各種級別酸度計的示值總誤差。



    隨著酸度計的普及,越來越多的用戶開始關(guān)心酸度計的品質(zhì),那么如何判斷酸度計的質(zhì)量故此粗略談下判斷酸度計質(zhì)量的一些常用方法。

    從使用角度來看,酸度計的判斷主要體現(xiàn)在:

    1、準(zhǔn)確性:

    沒有準(zhǔn)確性的酸度計沒有任何使用價值。判斷的方式是使用高精度的或高精度的標(biāo)準(zhǔn)液校驗。

    2、穩(wěn)定性:

    一臺不穩(wěn)定的酸度計讀數(shù)困難,也很難保證儀器的準(zhǔn)確性,穩(wěn)定性表現(xiàn)在兩方面,一方面是單臺儀器的穩(wěn)定性,可以將同一儀器長時間放置穩(wěn)定溶液中,看數(shù)值是否變化及變化幅度;另一方面的多臺儀器的穩(wěn)定性,將幾臺校驗好的同一型號儀器放同一穩(wěn)定溶液中看讀數(shù)是否一致,誤差有多少,如果幾臺同型號儀器之間不能保證穩(wěn)定性,那就很難保證每臺儀器的準(zhǔn)確和穩(wěn)定性。

    3、常見誤差的調(diào)整:

    溫度是最明顯的造成PH誤差的因數(shù),有無溫度探頭,以及溫度探頭的靈敏度同樣影響儀器的使用。

    4、操作方便,界面美觀:

    使用者這方面是比較容易判斷的,有些舊式的儀器,采用模擬開關(guān),導(dǎo)致校準(zhǔn)困難,細小的變化不容易發(fā)覺,容易產(chǎn)生致命的系統(tǒng)誤差。另一方面,考慮到成本和技術(shù)的原因,仍然有許多儀器采用LED數(shù)碼管,顯示內(nèi)容不夠豐富,當(dāng)然也有廠商通過一定途徑彌補了這一缺點。目前比較多采用的方便操作的界面一般是LCD液晶顯示+鍵盤式操作。

    5、探頭優(yōu)劣:

    這點毋庸置疑,探頭的性能直接影響儀器的一些技術(shù)指標(biāo),再優(yōu)越的儀器配備劣質(zhì)探頭都是無濟于事。

    6、安全性:

    近年越來越多的客戶對操作安全性開始關(guān)注,設(shè)計良好的儀器采用較低的安全電壓輸入可以大大提高安全性能。

    從技術(shù)角度來說,主要體現(xiàn)在:

    1、設(shè)計原理:

    設(shè)計原理是整臺機器的靈魂,優(yōu)秀的設(shè)計可以降低成本的同時提高精度,這點大家智者見智,仁者見仁。但有一最大的區(qū)別是模擬電路和數(shù)值電路的區(qū)別,隨著技術(shù)的發(fā)展和單片機價格的降低,使得近年數(shù)值電路越發(fā)成為主流產(chǎn)品。他的許多優(yōu)點是模擬電路所無法比擬的。

    2、生產(chǎn)工藝:

    再好的設(shè)計,再好的產(chǎn)品,如果沒有好的生產(chǎn)工藝和檢驗手段也是無濟于事,制造工藝主要體現(xiàn)在內(nèi)部線路和元器件,許多單位考慮到成本和技術(shù),內(nèi)部線路紊亂粗糙,或則使用低品質(zhì)的元器件,這樣的儀器沒辦法保證他的長期準(zhǔn)確穩(wěn)定和安全。





常用的測量酸度計的電極

  酸度計主要是通過電極和溶液產(chǎn)生微電壓,所以使用于什么電極對酸度值的大小很關(guān)鍵。我們常用的測量酸度計的電極主要有如下兒種:

  1、氫電極:

  氫電極的原理與金屬電極頗為相似。但氫是氣體,不能直接用作電極,而需要一個鍍有鉑黑的鉑電極吸附氫氣起金屬電極的作用。它的主要優(yōu)點的準(zhǔn)確,可用于測量較廣泛的pH范圍。但這種電極在氧化還原過程中,生成其他的氧化或還原物質(zhì)時,會引起測量誤差,操作也不方便,所以這種電極一般只作標(biāo)準(zhǔn)電極,實際測量中很少使用。

  2、醌一氫醒電極:

  它是惰性的金屬鉑或金浸入醌氫醌飽和溶液中而組成的,是利用醌一氫醌對在惰性電極上建立的電位平衡。醌一氫醒電極的優(yōu)點是電位穩(wěn)定快、內(nèi)阻低。但如果pH超過8,呈弱酸的氫醌開始離解或者被氧化成醌,破化了電位平衡。另外,其它能與醌結(jié)合的物質(zhì)都會影響pH測定,如蛋白質(zhì)、硼酸鹽、膠體懸浮液等。

  3、銻電極:

  它是金屬氧化物電極中的一種。銻電極的電極就發(fā)生在金屬銻和氧化物之間銻與空氣接觸的表面所產(chǎn)生、,由于此氧化物的活度與溶液中的OHˉ離了活度有關(guān),所以銻電極的電位直接與溶液的pH值有關(guān)。

  銻電極的優(yōu)點是操作簡單,堅固耐用。但這種電極的“標(biāo)準(zhǔn)”電位不穩(wěn)定,還有其它金屬氧化物電極也可作pH測量。例如:秘Bi、電極,原理和結(jié)構(gòu)與銻電極相似。

  4、日一汞電極:

  通常用的是飽和甘汞電極,它由金屬汞、Hg2CI2和飽和KC1溶液組成。不會產(chǎn)生極化現(xiàn)象、電極的穩(wěn)定性。它的電極反應(yīng)是:Hg2CI2+2e=2Hg+2C1ˉ

  5、玻璃電極:

  玻璃pH電極是目前pH測量的最主要方法之一。當(dāng)它浸入被測溶液內(nèi),被測溶液的氫離了與電極球泡表面水化層進行離了交換,球泡內(nèi)層也同樣產(chǎn)生電極電勢。由于內(nèi)層氫離了不變,而外層氫離了在變化,因此內(nèi)外層電勢差也在變化,它的大小決定于膜外層溶液的氫離了濃度。這種測試方法簡單,結(jié)果精確,受十?dāng)_因素較少。

  6、復(fù)合電極:

  目前多數(shù)使用一種叫復(fù)合電極,即將玻璃電極與參比電極結(jié)合成單一探頭的電極,具有玻璃電極和參比電極的組合功能,使得測量更加方便、準(zhǔn)確、可靠。

標(biāo)簽: 酸度計
酸度計 常用的測量酸度計的電極_酸度計

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