技術(shù)文章
Technical articles1、測(cè)定PH的工作電池
利用各種氫離子指示電極與參比電極(一般是用飽和甘汞電極做參比電極)組成電池,由測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)算出溶液的pH值。常用的氫離子指示電極有氫電極、醌-氫醌電極、玻璃電極等。氫電極測(cè)溶液的pH值比較麻煩,需要提供穩(wěn)定的氫氣流沖打鉑黑電極,使氫氣被鉑黑吸附并與待測(cè)H+溶液達(dá)成平衡:
H+(aH+) + e 1/2H2(g)
氫電極與甘汞電極構(gòu)成電池:Pt|H2 (PH2) | H+ | |KCl(飽和) | Hg2Cl2 | Hg(l)
E=K總+0.0592PH
2、溶液PH的電位測(cè)定方法
以玻璃電極作指示電極,飽和甘汞電極作參比電極,用電位法測(cè)量溶液的pH值,常采用相對(duì)方法,即選用pH值已經(jīng)確定的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行比較而得到欲測(cè)
溶液的pH值。為此,pH值通常被定義為其溶液所測(cè)電動(dòng)勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液的電動(dòng)勢(shì)差有關(guān)的函數(shù),其關(guān)系式為:
式中,pHx和pHs分別為欲測(cè)溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值;Ex和Es分別為其相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該式常稱為pH值的實(shí)用定義。
二、PH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液
pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。
若向這種溶液中加入少量的酸或堿,或者在溶液中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿,以及將溶液適當(dāng)稀釋,這個(gè)溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變,這種能對(duì)抗少量酸或堿或稀釋,而使pH值不易發(fā)生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。
pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液特點(diǎn):
標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值是已知的,并達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值有良好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性,具有較大的緩沖容量,較小的稀釋值和較小的溫度系數(shù)。
溶液的制備方法容易
三、測(cè)量?jī)x器
1.pH計(jì)的工作原理
水的pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定,因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變化對(duì)生物的繁殖和生存有很大影響,同時(shí)還嚴(yán)重影響活性污泥生化作用,即影響處理效果,污水的pH值一般控制在6.5~7之間。
水在化學(xué)上是中性的,某些水分子自發(fā)地按照下式分解:H2O=H++OH-,即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l,pH值是氫離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù):pH=-log,因此中性溶液的pH值等于7。如果有過(guò)量的氫離子,則pH值小于7,溶液呈酸性;反之,氫氧根離子過(guò)量,則溶液呈堿性。
pH值通常用電位法測(cè)量,通常用一個(gè)恒定電位的參比電極和測(cè)量電極組成一個(gè)原電池,原電池電動(dòng)勢(shì)的大小取決于氫離子的濃度,也取決于溶液的酸堿度。采用了CPS11型pH傳感器和CPM151型pH變送器。測(cè)量電極上有特殊的對(duì)pH反應(yīng)靈敏的玻璃探頭,它是由能導(dǎo)電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成,具有測(cè)量精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。當(dāng)玻璃探頭和氫離子接觸時(shí),就產(chǎn)生電位。電位是通過(guò)懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對(duì)照參比電極測(cè)到的。pH值不同,對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣,通過(guò)變送器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4~20mA輸出。
2、pH計(jì)的安裝和維護(hù)
pH計(jì)的安裝方式有流通式和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝,如該污水處理廠的pH計(jì)安裝在氧化溝的出口溢流槽內(nèi),此處的pH值較具有代表性,且水流平穩(wěn),對(duì)pH計(jì)不會(huì)造成大的沖擊。
定期的維護(hù)有助于儀表的準(zhǔn)確測(cè)量和延長(zhǎng)儀表的使用壽命。應(yīng)當(dāng)注意傳感器和變送器之間的電纜不能受潮,否則電極的高阻低壓信號(hào)將無(wú)法傳送至變送器。若電極不測(cè)量時(shí),應(yīng)將黃色保護(hù)套管套上,它能使電極處于濕潤(rùn)狀態(tài),有利于延長(zhǎng)電極的使用壽命。每隔一個(gè)月左右,應(yīng)對(duì)電極進(jìn)行清洗,先用柔和的水流噴洗附著物,再將電極浸泡于清洗液中一段時(shí)間,而后用清水洗凈。傳感器支架也應(yīng)清洗。每次清洗之后,要用緩沖劑溶液進(jìn)行標(biāo)定,目前國(guó)產(chǎn)的pH標(biāo)定液中,pH=4的還可以,pH=7的不夠準(zhǔn)確,將會(huì)影響標(biāo)定結(jié)果。所以使用生產(chǎn)廠家的標(biāo)定液,生產(chǎn)廠家一般提供兩瓶標(biāo)準(zhǔn)溶液,一瓶pH值等于7,用于標(biāo)定儀表零點(diǎn);一瓶pH等于4,用于標(biāo)定儀表的信號(hào)輸出斜率。
小結(jié):
1、直接電位法測(cè)定溶液的PH測(cè)定原理
2、PH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液
3、測(cè)量?jī)x器
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