化學工藝ph計

1、pH計（酸度計）1. pH計概述1.1 定義pH計也稱酸度計是一種常用的儀器設(shè)備，由電極和電計兩部分組成。主要用來測量液體介質(zhì)的酸堿度值，配上相應的電極可以測量電位MV值，廣泛應用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，科研，環(huán)保等領(lǐng)域。 使用中若能夠合理維護電極、按要求配制標準緩沖液和正確操作電計，可大大減小pH示值誤差，從而提高化學實驗、醫(yī)學檢驗數(shù)據(jù)的可靠性。狹義的PH計主要指安徽賽科環(huán)保科技實驗室酸度計, 酸度計常用的種類主要有臺式酸度計（工業(yè)在線酸度計），便攜式PH計，筆式酸度計三大類別。1.2 pH計結(jié)構(gòu)組成pH計由三個部件構(gòu)成：一個參比電極；一個玻璃電極，其電位取決于周圍溶液的pH；一個電流計，該電流計能在

2、電阻極大的電路中測量出微小的電位差。簡單的說就是電極和電計組成的1.2.1 參比電極對溶液中氫離子活度無響應，具有已知和恒定的電極電位的電極稱為參比電極。參比電極的基本功能是維持一個恒定的電位，作為測量各種偏離電位的對照。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀/氯化銀電極等幾種。最常用的是甘汞電極和銀/氯化銀電極。常用的參比電極是甘汞電極。它是由汞（Hg）和甘汞（Hg2Cl2）的糊狀物裝入一定濃度的（KCl）溶液中構(gòu)成的。汞上面插入鉑絲，與外導線相連，KCl溶液盛在底部玻璃管內(nèi)，管的下端開口用陶瓷塞塞住，通過塞內(nèi)的毛細孔，在測量時允許有少量KCl溶液向外滲漏，但絕不允許被測溶液向管內(nèi)滲漏，否則將

3、影響電極讀數(shù)的重現(xiàn)性，導致不準確的結(jié)果。為了避免出現(xiàn)這種結(jié)果，使用甘汞電極時最好把它上面的小橡皮塞拔下，以維持管內(nèi)足夠的液位壓差，斷絕被測溶液通過毛細孔滲入的可能性。在使用甘汞電極時還應注意，KCl溶液要浸沒內(nèi)部小玻璃管的下口，并且在彎管內(nèi)不允許有氣泡將溶液隔斷。甘汞電極做成下管較細的彎管，有助于調(diào)節(jié)與玻璃電極間的距離，以便在直徑較小的容器內(nèi)也可以插入進行測量。甘汞電極在不用時，可用橡皮套將下端毛細孔套住或浸在KCl溶液中，但不要與玻璃電極同時浸在去離子水中保存。甘汞電極的電極電勢只隨電極內(nèi)裝的KCl溶液濃度（實質(zhì)上是Cl-離子濃度）而改變，不隨待測溶液的pH值不同而變化。通常所用的飽和KCl

4、溶液的甘汞電極的電極電勢為0.2415V，而用0.1mol·dm-3KCl溶液的甘汞電極，其電極電勢為0.2810V。1.2.2 玻璃電極玻璃電極由玻璃支桿、玻璃膜、內(nèi)參比溶液、內(nèi)參比電極、電極帽和電線等組成。玻璃膜一般呈球泡狀；球泡內(nèi)充入內(nèi)參比溶液（中性磷酸鹽和氯化鉀的混合溶液）；插入內(nèi)參比電極（一般用銀/氯化銀電極），用電極帽封接引出電線，裝上插口，就成為一支pH指示電極。市場銷售的最常用的指示電極是231玻璃pH電極。玻璃電極的關(guān)鍵部分是連接在玻璃管下端的，用特制玻璃（組成：SiO2，Na2O和CaO的質(zhì)量分數(shù)分別為0.72，0.22和0.06）制成的半圓球形玻璃薄膜，膜厚50

5、m。在玻璃薄膜圓球內(nèi)裝有一定濃度的HCl溶液（常用0.1mol·dm-3 HCI），并將覆蓋有一薄層AgCl的銀絲插入HCl溶液中，再用導線接出，即構(gòu)成一個玻璃電極。當玻璃電極浸入待測pH值的溶液中時，玻璃薄膜內(nèi)外兩側(cè)都因吸水膨潤而分別形成兩個極薄的水化凝膠層，中間則仍為干玻璃層。在進行pH測定時，玻璃膜外側(cè)與待測pH溶液的相界面上要發(fā)生離子交換，有H+離子進出；同樣，玻璃膜內(nèi)側(cè)與膜內(nèi)裝的0.1mol·dm-3 HCI溶液的相界面上也要發(fā)生離子交換，也有H+離子進出。由于玻璃膜兩側(cè)溶液中H+離子濃度的差異，以及玻璃膜水化凝膠層內(nèi)離子擴散的影響，就逐漸在膜外側(cè)和膜內(nèi)側(cè)兩個相界

6、面之間建立起一個相對穩(wěn)定的電勢差，稱為膜電勢。由于膜內(nèi)側(cè)HCl溶液中C（H+）=0.1mol·dm-3，為定值，當玻璃膜內(nèi)離子擴散情況穩(wěn)定后，它對膜電勢的影響也為定值，因此膜電勢就只取決于膜外側(cè)待測pH溶液中的H+濃度（C（H+）。 目前市場使用的電極為復合電極的情況越來越普遍，詳細復合電極概念介紹如下，注意復合電極只是復合了以上兩種電極的功能，簡易了操作功能。1.2.3 復合電極把pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就是pH復合電極。根據(jù)外殼材料的不同分塑殼和玻璃兩種。相對于兩個電極而言，復合電極最大的好處就是使用方便。pH復合電極主要由電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶

7、液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導線、插口等組成。 （1）電極球泡：它是由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成，呈球形，膜厚在0.10.2mm左右，電阻值<250兆歐。 （2）玻璃支持管：是支持電極球泡的玻璃管體，由電絕緣性優(yōu)良的鉛玻璃制成，其膨脹系數(shù)應與電極球泡玻璃一致。（3）內(nèi)參比電極：為銀/氯化銀電極，主要作用是引出電極電位，要求其電位穩(wěn)定，溫度系數(shù)小。（4）內(nèi)參比溶液：零電位為7pH的內(nèi)參比溶液，是中性磷酸鹽和氯化鉀的混合溶液，玻璃電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的pH值，主要取決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子濃度。（5）電極塑殼：電極塑殼是支持玻璃電極和液接界，盛

8、放外參比溶液的殼體，由聚碳酸酯塑壓成型。（6）外參比電極：為銀/氯化銀電極，作用是提供與保持一個固定的參比電勢，要求電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。（7）外參比溶液：為3.3mol/L的氯化鉀凝膠電解質(zhì)，不易流失，無需添加。（8）砂芯液接界：液接界是構(gòu)通外參比溶液和被測溶液的連接部件，要求滲透量穩(wěn)定。（9）電極導線：為低噪音金屬屏蔽線，內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接，屏蔽層與外參比電極連接。2. 工作原理水的pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，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為底的對數(shù)的負數(shù)：pH=-lgH+，因此中性溶液的pH值等于7。如果

9、有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。pH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。測量電極上有特殊的對pH反應靈敏的玻璃探頭，它是由能導電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當玻璃探頭和氫離子接觸時，就產(chǎn)生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH值不同，對應產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標準420mA輸出。3. PHS-3C型精密pH計操作步驟3.1 開機前準備（1）取下復合電極套；（2）用蒸餾水清洗電極，用濾紙洗干。3.2 開機按下電源開關(guān)，預熱30min。（短時間測量時，一般預熱不短于5分鐘；長時間測量時，最好預熱在20分鐘以上，以便使其有較好的穩(wěn)定性）3.3 標定（1）拔下電路插頭，接上復合電極；（2）把選擇開關(guān)旋鈕調(diào)到pH檔；（3）調(diào)節(jié)溫度補償旋鈕白線對準溶液溫度值；（4）斜率調(diào)節(jié)旋鈕順時針旋到底；（5）把清洗過的電極插入pH緩沖液中；（6）調(diào)節(jié)定位調(diào)節(jié)旋鈕，使儀器讀數(shù)與該緩沖溶液當時溫度下的pH