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酸度計(jì)的級別和儀器的準(zhǔn)確度 酸度計(jì)是如何工作的

時間:2020-08-05    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
提要:酸度計(jì)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(jì)的級別是按其指示器(簡稱電計(jì))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(jì)與電極配套測試標(biāo)準(zhǔn)溶液的綜合誤差,它不僅與電計(jì)有關(guān),而且與玻璃電極和參比電極更有關(guān)。從實(shí)際使用要求出發(fā),目前電計(jì)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(jì)。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(dá)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(jì)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(jì)對測試誤差的影響。由于要使電計(jì)達(dá)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(jià)比等方面不斷創(chuàng)新和提高。成都方舟科技開發(fā)公司所生產(chǎn)的pHS-4C+等“+”系列型號儀器正體現(xiàn)了這一趨勢。

  酸度計(jì)的級別與其測試準(zhǔn)確度的關(guān)系在酸度計(jì)國家計(jì)量檢定規(guī)程(JJG 119—84)中規(guī)定如下,科立龍公司的PH儀器的級別區(qū)別規(guī)定也按如下區(qū)分:

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(jì)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

例如科立龍公司的酸度計(jì) KL-009I KL-009II/KL-03I KL-016 PC-2

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(jì),示值總誤差數(shù)值等于其級別,對于0.01級的酸度計(jì),示值總誤差為0.02pH,對于0.001級酸度計(jì),其示值總誤差也只能達(dá)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(jì)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(dá)±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(jì)的示值總誤差。



    通過測定電極與參比電極組成的工作電池在溶液中測得的電位差,并利用待測溶液的pH值與工作電池的電勢大小之間的線性關(guān)系,再通過電流計(jì)轉(zhuǎn)換成pH單位數(shù)值來實(shí)現(xiàn)測定。


    數(shù)顯酸度計(jì)參數(shù):


    儀器級別: 0.1 級。


    測量范圍: pH 0.00~14.00pH ;mV 0 ~ ± 1400mV。


    分辨率: 0.01pH , 1mV , 0.1 ℃。


    溫度補(bǔ)償范圍: 0 ~ 60 ℃。


    電子單元基本誤差: pH ± 0.05pH ;mV ± 1% ( FS )。


    儀器基本誤差:± 0.1pH。


    電子單元輸入電流:不大于 1 × 10 - 11 A。


    電子單元輸入阻抗:不小于 3 × 10 11 Ω。


    電子單元重復(fù)性誤差: pH 0.05pHmV 5mV。


    儀器重復(fù)性誤差:不大于 0.05pH。


    電子單元穩(wěn)定性:± 0.05pH ± 1 個字 /3h。


    外形尺寸: 220 × 160 × 65mm ( l × b × h )。


    重量: 0.3kg。


    數(shù)顯酸度計(jì)維護(hù):


    目前實(shí)驗(yàn)室使用的電極都是復(fù)合電極,其優(yōu)點(diǎn)是使用方便,不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響,且平衡速度較快。


    使用時,將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下,以保持電極內(nèi)氯化甲溶液的液壓差。


    下面就把電極的使用與維護(hù)簡單作一介紹:


    復(fù)合電極不用時,可充分浸泡3M氯化甲溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。


    使用前,檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下,電極應(yīng)該透明而無裂紋;球泡內(nèi)要充滿溶液,不能有氣泡存在。


    測量濃度較大的溶液時,盡量縮短測量時間,用后仔細(xì)清洗,防止被測液粘附在電極上而污染電極。


    清洗電極后,不要用濾紙擦拭玻璃膜,而應(yīng)用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染,影響測量精度。


    測量中注意電極的銀—氯化銀內(nèi)參比電極應(yīng)浸入到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中,避免電計(jì)顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時,注意將電極輕輕甩幾下。


    電極不能用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他腐蝕性溶液。


    嚴(yán)禁在脫水性介質(zhì)如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。


    →pH玻璃電極的貯存


    短期:貯存在pH=4的緩沖溶液中;


    長期:貯存在pH=7的緩沖溶液中。


    →pH玻璃電極的清洗。





常用的測量酸度計(jì)的電極

  酸度計(jì)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(jì)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)是操作簡單,堅(jiān)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(jìn)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(jì)
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