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酸度计和离子计的使用

2019-11-13 15:33:06 点击数:

测定溶液pH的仪器是酸度计(又称pH计),是根据pH的实用定义设计而成的。测定溶液中待测离子的活(浓)度的仪器是离子计。酸度计(pH计)和离子计(pX计)由于都是测量具有高内阻化学电池两电极间的电动势,因此其结构原理基本相同,甚至往往同一台仪器具有多种功能,既可测量pH和pX,又可测量mV。此类仪器有电位差计式、直读式(直接读取pH、mV和pX)和数字显示式(直接显示pH、mV和pX)有些数字显示式仪器还可以直接读取被测离子的浓度。酸度计和离子计都属小型仪器,其结构简单,体积小,如果具有直流电源,还可以提携到野外进行环境监测。酸度计和离子计按其精度不同可分为0.lpH(pX)0.02pH(pX)、0.01pH(pX)和0.001pH(pX)等不同等级;使用者可根据需要选择不同类型仪器。

一、仪器基本结构

实验室用酸度计和离子计的型号很多(见表),但其结构一般均由两部分组成,即电极系统和高阻抗毫伏计两部分。电极与待测溶液组成原电池,以毫伏计测量电极间电位差,电位差经放大电路放大后,由电流表或数码管显示。酸度计和离子计的基本结构。处设学串,宽木普朱根据pH玻璃电极和各种离子选择性电极(ion selective elec-trode)的特性,要求酸度计和离子计有较高的阻抗,具有正负极性,能测量试液的正负离子;仪器要有较好的稳定性,因此在仪器的输入部分由输入阻抗较高的场效应晶体管组成差分对电路,由双三极管组成的恒流源,保证差分对的工作点固定不变以减少信号的漂移程度;仪器中设有滤波电路,以防止高频信号的千扰;温度补偿网络的作用是使电极信号不受温度变化的影响。具有浓度直读功能的离子计,还加入了反对数放大器,把pX值换算成被测离子的浓度值由显示器直接显示出来。

二、仪器工作原理

酸度计的化学电池中,指示电极为pH玻璃电极,参比电极为饱和甘汞电极。现在酸度计多使用将二者组合在一起的pH复合电极。

离子计的化学电池中,指示电极多为各种离子选择性电极,参比电极亦多为饱和甘汞电极。这两种仪器的工作原理相同。在测量过程中,仪器的化学电池所产生的电位信号进入由差分对组成的源跟随器作阻抗变换,变成低阻信号后,由一电阻器输至运算放大器的同相端,经运算放大器放大后,输出的信号分别通过仪器的mV挡、pH挡、pX挡(一般的通用离子计都具有这三种功能),然后又经过反馈电路源跟随器的场效应晶体管的栅极再进入运算放大器的反相输入端,形成电压串联负反馈于是在mV、pH、pX同相输入的各挡分别获得放大了的电极信号。在电化学过程中,如果发生温度变化,则运算放大器的输出信号经过温度补偿网络后,得到校正。由于减法器的作用,将温度补偿后的电极信号过滤,凡满足“额定电位值”的整数部分被减去,由量程扩展器挡显示,凡不足“额定电位值”的尾数值,均由显示器的表头显示。全等公共安全。

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