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工业pH计的原理
点击次数:1896 发布时间:2013-06-18
  hbzhan内容导读:PH的测量广泛应用于化工过程和生物技术,PH的控制和调整已经成为过程控制不可缺少的变量了。常见的有:柠檬酸的生产、燃料合成生产;单克隆抗体的生产、青霉素生产。
  
  1原理
  
  pH计是用电位法测量酸碱度的仪器溶液的,酸碱度通常用氢离子浓度来表示,由于氢离子浓度的值很小,所以将溶液中的氢离子浓度取以10为底的负对数定义为pH值pH=-lg[H+],纯水在22时的pH值为7。
  
  把金属放在溶液内,一些金属原子将变成离子进入溶液中,使得金属表面失去离子而带负电,溶液带正电,由于异性相吸,金属离子不是均匀分布于溶液中,而是聚集在金属表面附近,形成双电极层在金属和溶液间产生电位差称为电极电位。
  
  任何一种电极的电位无法由试验直接测定,要通过测定2个电极之间的相对电位差进行测定,这种由2个电极与溶液组成的装置称为原电池。铜棒和锌棒分别插入硫酸铜溶液和硫酸锌溶液中,2种溶液中间用薄膜隔开,薄膜的作用是只让离子通过,不让分子通过,这时,如果将2个电极用导线和电流表连接起来,导线中有电流通过,固定其中一个电位,就可以求得另一电极电位pH计的工作原理如图1所示


  
  2分类
  
  pH计用于测量的电极主要有锑电极、玻璃电极、甘汞电极和银—氯化银电极。其中工业生产中常用的是锑电极和玻璃电极。甘汞电极主要做为参比电极用。银—氯化银电极用的较少。
  
  锑电极是由金属锑棒的表面覆盖一层金属氧化物Sb2O3制成,是一种金属金属氧化物电极。这种电极结构简单,它可在较高温度下使用,但测量精度不高。玻璃电极是工业上zui通用的一种测量电极,根据不同用途可制成多种形式和尺寸。
  
  当玻璃电极与被测物料接触时,在pH敏感膜内部溶液(参比溶液)和被测物料之间就建立起氢离子平衡状态。玻璃电极在使用时受温度影响比较大,故使用时要同时插入热电阻,把测量的温度值(即电阻值)接入测量回路,以补偿温度对pH的影响
  
  甘汞电极主要作为参比电极使用,结构简单,电位比较稳定,但易受温度影响,故不易在温度波动较大场合使用。
  
  银—氯化银电极是在铂丝上镀上1层银,原理与甘汞电极相似,这种电极结构比较简单,高温下电极电位仍较稳定,但制造困难,价格较贵,在工业生产中使用较少。

 

 
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