pH計(jì)的溫度補(bǔ)償

pH計(jì)(酸度計(jì))的溫度補(bǔ)償pH計(jì)主要用于測(cè)螭溶液的pH值，便于化學(xué)實(shí)驗(yàn)人員了解溶液的酸堿特性，pH計(jì)準(zhǔn)確與否將直接影響到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確獲得。由于電極系統(tǒng)固有的不對(duì)稱電位、液體接界電位、環(huán)境溫度等因素影響，pH計(jì)測(cè)得的示值有一定的誤差。精度不同的pH計(jì)，允許的誤差值也不同。計(jì)雖檢定人員一般從電計(jì)示值誤差、輸入電流(A)、輸入阻抗、溫度補(bǔ)償器引起的示值誤差和電計(jì)示值重復(fù)性五個(gè)方面來(lái)檢定一臺(tái)pH計(jì)是否合格。在pH計(jì)計(jì)雖檢定中，我們發(fā)現(xiàn)儀器不合格的主要原因是溫度補(bǔ)償器的示值超差，導(dǎo)致pH示值不準(zhǔn)。下而就介紹一下溫度補(bǔ)償器的作用、對(duì)pH示值的影響及產(chǎn)生問(wèn)題的原因和解決的辦法。pH計(jì)是用電位相對(duì)刑雖法來(lái)測(cè)定溶液pH值的，其理論依據(jù)來(lái)自于能斯特方程式：E=EO-(2.30259RT/F)PH式中：E——電池電動(dòng)勢(shì)E0——標(biāo)準(zhǔn)電極電位R—?dú)怏w常數(shù)F——法拉第常數(shù)T——絕對(duì)溫標(biāo)(273.15+t0C)上式表示了在溫度恒定時(shí)電極電位與溶液pH值之間的關(guān)系。在測(cè)蛾pH值條件相同的情況下，由上式推導(dǎo)出如下公式：△E=(―2.30259RT/F)/△pH其中△E為標(biāo)準(zhǔn)緩沖液與待測(cè)溶液之間的電極電位差值，令K=—2.30259RT/F=aE/?pH我們稱K為轉(zhuǎn)換系數(shù)。它表示溶液的pH值每改變一個(gè)單位時(shí)，電極電位的改變雖。從K的表達(dá)式中可以看出其是溫度的函數(shù)，在不同的溫度下，電極電位的改變是不同的。因此，為了適應(yīng)各種溫度狀態(tài)下pH值的測(cè)量，pH計(jì)中均設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置。溫度的補(bǔ)償范圍通常在5-60'C之間。以我們計(jì)雖檢定的一臺(tái)KL-018型pH計(jì)(測(cè)星精度為0.02級(jí))為例，它的輸入電流、輸入阻抗引起的示值誤差和電計(jì)示值重復(fù)性這三項(xiàng)所測(cè)得的誤差值都符合計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)，唯有溫度補(bǔ)償不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致示值超差，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：檢定儀輸出標(biāo)準(zhǔn)值(pH)0.001.002.003.004.005.006.007.00被檢電計(jì)的實(shí)際值(pH)-0.080.921.932.953.964.975.987.00誤差(pH)-0.08-0.08-0.07-0.05-0.04-0.03-0.020.00檢定儀輸出標(biāo)準(zhǔn)值(pH)7.008.009.0010.0011.0012.0013.0014.00被檢電計(jì)的實(shí)際值(pH)7.008.019.0210.0311.0412.0513.0614.08誤差(pH)0.00+0.01+0.02+0.03+0.04+0.05+0.06+0.08如表中所示，在7—14pH范圍內(nèi)實(shí)際值高于標(biāo)準(zhǔn)值，且誤差隨pH值的增大而增大；在7-0pH范圍內(nèi)實(shí)際值低于標(biāo)準(zhǔn)值，誤差隨pH值的減小而減小，誤差可達(dá)±0.08pH。KL-018型pH計(jì)的溫度補(bǔ)償器是一個(gè)上而加有穩(wěn)定電壓的線性可調(diào)電位器，通常設(shè)在面板上，根據(jù)其旋鈕位置的不同，標(biāo)以不同的補(bǔ)償溫度刻度。其塑料旋鈕是靠?jī)蓚€(gè)助螺釘固定在電位器的圓軸上，隨若環(huán)境溫度的變化，使用中要經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)該旋鈕，這樣很容易造成松動(dòng)和錯(cuò)位，最終導(dǎo)致pH示值的變化。我們采取的措施是在電位器圓軸側(cè)面用鏗刀鏗出一個(gè)平面，裝上旋鈕后，使一個(gè)助螺釘頂住該平面(原來(lái)的螺釘是頂在軸面上，旋鈕易挪位)，同時(shí)把另一個(gè)螺釘旋緊，從而杜絕旋鈕式溫度補(bǔ)償因松動(dòng)錯(cuò)位造成的pH示值超差。最后，利用標(biāo)準(zhǔn)檢定儀的pH發(fā)生器(能產(chǎn)生O'C—IOOC不同溫度點(diǎn)pH值的相應(yīng)電勢(shì))對(duì)pH計(jì)的溫度補(bǔ)償器重新進(jìn)行其旋鈕位置的校正，給予正確的溫度補(bǔ)償，即可克服由此帶來(lái)的示值誤差影響。用上述方法修復(fù)的其他pH計(jì)經(jīng)過(guò)重新計(jì)蛤檢定后全部符合計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，旋鈕式溫度補(bǔ)償器較容易出現(xiàn)錯(cuò)位故障。若pH示值以7pH（零電勢(shì)pH值）為中心點(diǎn)時(shí)，示值增加，誤差也隨之增加（或減?。菏局禍p小，誤岌隨之減?。ɑ蛟黾樱纯膳卸ㄊ菧囟妊a(bǔ)償器補(bǔ)償電壓不對(duì)造成的示值誤差。如果是旋鈕式溫度補(bǔ)償器，用上述方法即可以解決：如果是數(shù)字按鈕式溫度補(bǔ)償器，應(yīng)拆開(kāi)儀器，調(diào)整其內(nèi)部相應(yīng)的可調(diào)電位器，改變其補(bǔ)償電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。pH計(jì)主要用于測(cè)量溶液的pH值，便于化學(xué)實(shí)驗(yàn)人員了解溶液的酸堿特性，pH計(jì)準(zhǔn)確與否將直接影響到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確獲得。由于電極系統(tǒng)固有的不對(duì)稱電位、液體接界電位、環(huán)境溫度等因素影響，pH計(jì)測(cè)得的示值有一定的誤差。精度不同的pH計(jì)，允許的誤差值也不同。計(jì)量檢定人員一般從電計(jì)示值誤差、輸入電流（A）、輸入阻抗、溫度補(bǔ)償器引起的示值誤差和電計(jì)示值重復(fù)性五個(gè)方面來(lái)檢定一臺(tái)pH計(jì)是否合格。在pH計(jì)計(jì)量檢定中，我們發(fā)現(xiàn)儀器不合格的主要原因是溫度補(bǔ)償器的示值超差，導(dǎo)致pH示值不準(zhǔn)。下面就介紹一下溫度補(bǔ)償器的作用、對(duì)pH示值的影響及產(chǎn)生問(wèn)題的原因和解決的辦法。pH計(jì)是用電位相對(duì)測(cè)量法來(lái)測(cè)定溶液pH值的，其理論依據(jù)來(lái)自于能斯特方程式：E=EO-（2.30259RT./F）PH式中:E——電池電動(dòng)勢(shì)E0——標(biāo)準(zhǔn)電極電位R——?dú)怏w常數(shù)F——法拉第常數(shù)T——絕對(duì)溫標(biāo)（273.15+t°C）上式表示了在溫度恒定時(shí)電極電位與溶液pH值之間的關(guān)系。在測(cè)量pH值條件相同的情況下,由上式推導(dǎo)出如下公式：△E=（—2.30259RI7F）/ApH其中AE為標(biāo)準(zhǔn)緩沖液與待測(cè)溶液之間的電極電位差值，令K=—2.30259RT/T=AE/ApH我們稱K為轉(zhuǎn)換系數(shù)。它表示溶液的pH值每改變一個(gè)單位時(shí)，電極電位的改變量。從K的表達(dá)式中可以看出其是溫度的函數(shù)，在不同的溫度下,電極電位的改變是不同的。因此，為了適應(yīng)各種溫度狀態(tài)下pH值的測(cè)量，pH計(jì)中均設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置。溫度的補(bǔ)償范圍通常在5—60°C之間。以我們計(jì)量檢定的一臺(tái)pHS—73型pH計(jì)（測(cè)量精度為0.02級(jí)）為例，它的輸入電流、輸入阻抗引起的示值誤差和電計(jì)示值重復(fù)性這三項(xiàng)所測(cè)得的誤差值都符合計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)，唯有溫度補(bǔ)償不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致示值超差，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：檢定儀輸出 6.000.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 7.00標(biāo)準(zhǔn)值(pH)

被檢電計(jì)的-0.080.921.932.953.964.975.98實(shí)際值(pH)慶差(pH)-0.08-0.08-0.07-0.05-0.04-0.03-0.027.000.007.00檢定儀輸12.0014.00出8.9.10.11.13.0000000000標(biāo)準(zhǔn)值(pH)被檢電計(jì)的7.8.9.10.11.0412.13.0614.080001020305實(shí)際值(pH)0.00+0.04+0.06+0+誤差(pH).00.碩 +°-+0.e03 0508102如表中所示，在7—14pH范圍內(nèi)實(shí)際值高于標(biāo)準(zhǔn)值，且誤差隨pH值的增大而增大;在7—0pH范圍內(nèi)實(shí)際值低于標(biāo)準(zhǔn)值，誤差隨pH值的減小而減小，誤差可達(dá)±O.O8pHopHS-73型pH計(jì)的溫度補(bǔ)償器是一個(gè)上面加有穩(wěn)定電壓的線性可調(diào)電位器，通常設(shè)在面板上,根據(jù)其旋鈕位置的不同，標(biāo)以不同的補(bǔ)償溫度刻度。其塑料旋鈕是靠?jī)蓚€(gè)助螺釘固定在電位器的圓軸上，隨著環(huán)境溫度的變化，使用中要經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)該旋鈕，這樣很容易造成松動(dòng)和錯(cuò)位，最終導(dǎo)致pH示值的變化。我們采取的措施是在電位器圓軸側(cè)面用鏗刀鏗出一個(gè)平面，裝上旋鈕后，使一個(gè)助螺釘頂住該平面（原來(lái)的螺釘是頂在軸面上，旋鈕易挪位），同時(shí)把另一個(gè)螺釘旋緊，從而杜絕旋鈕式溫度補(bǔ)償因松動(dòng)錯(cuò)位造成的pH示值超差。最后，利用標(biāo)準(zhǔn)檢定儀的pH發(fā)生器（能產(chǎn)生0"C—100C不同溫度點(diǎn)pH值的相應(yīng)電勢(shì)）對(duì)pH計(jì)的溫度補(bǔ)償器重新進(jìn)行其旋鈕位置的校正，給予正確的溫度補(bǔ)償，即可克服由此帶來(lái)的示值誤差影響。用上述方法修復(fù)的其他pH計(jì)經(jīng)過(guò)重新計(jì)量檢定后全部符合計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，旋鈕式溫度補(bǔ)償器較容易出現(xiàn)錯(cuò)位故障。若pH示值以7pH（零電勢(shì)pH值）為中心點(diǎn)時(shí)，示值增加，誤差也隨之增加（或減?。皇局禍p小，誤差隨之減小（或增加），即可判定是溫度補(bǔ)償器補(bǔ)償電壓不對(duì)造成的示值誤差。如果是旋鈕式溫度補(bǔ)償器，用上述方法即可以解決；如果是數(shù)字按鈕式溫度補(bǔ)償器，應(yīng)拆開(kāi)儀器，調(diào)整其內(nèi)部相應(yīng)的可■調(diào)電位器，改變其補(bǔ)償電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。相關(guān)問(wèn)題：pH的