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工业PH计的检测原理

2020-09-24 16:52:51 点击数:

PH计又叫酸度计,工业PH计是能连续测量工业流程中水溶液的氢离子浓度的仪器。纯水的PH=7,为中性。酸性溶液,其PH<7;碱性溶液,其PH>7。

工业PH计由发送器和测量仪器两大部分组成。发送器由玻璃电极和甘汞电极组成,它的作用是把PH值转换成直流信号。工业PH计的测量仪器一般用电子电位差计即可。

检测原理

电位测定法的基本原理是在被测溶液中插入两个不同的电极。其中一个电极的电位随溶液氢离子浓度的改变而变化,称为工作电极;另一个电极具有固定的电位,称为参比电极。这两个电极形成一个原电池。如图所示,测定两电极间的电势就可知道被测溶液的PH值。

参比电极

常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。

甘汞电极:在溶液PH值得测定中使用最普遍的参比电极,其结构如图所示。

甘汞电极由一个内电极装入一个玻璃外壳制成。内电极的引线下端侵入汞中,汞下面有糊状的甘汞,并用浸在氯化钾溶液中的纤维丝堵塞。下部为溶液通道(一般为多孔陶瓷制成)。氯化钾溶液作为盐桥(由于钾离子K+和氯离子CL-的浓度较接近,可使溶液接界电位减小到最小),盐桥连接内电极和被测溶液,使之形成电通路。由能斯特公式,甘汞电极的电位取决于氯离子的浓度,改变氯离子的浓度就能得到不同的电极电位。

采用不同浓度的氯化钾溶液,可以制得不同电位的甘汞电极。常用饱和式甘汞电极,因为饱和氯化钾溶液的浓度易于保持。当氯化钾溶液为饱和,温度为25℃时,甘汞电极的电位为+0.2433V.

甘汞电极结构简单,电位稳定,但电极电位受温度影响较大,使用时保持好温度。

银-氯化银电极:其原理与甘汞电极相似。对于饱和的氯化钾溶液,在25℃温度下,其电极电位为0.297V,这种电极结构比较简单,电极电位在温度较高时仍然比较稳定。

工作电极

PH传感器的工作电极有玻璃电极、氢醌电极和锑电极等。工业上常用的是玻璃电极,锑电极主要用于测量半固体、胶状物及水油混合物中的PH值。

玻璃电极:为常用普通式PH玻璃电极。当玻璃电极插入被测试样时,在PH敏感玻璃膜内部溶液和被测溶液之间建立起氢离子的平衡状态。玻璃电极受温度影响较大,必须把温度补偿电阻接入测量电路,以补偿温度对PH值测量的影响。玻璃电极的正常工作温度在2~55℃之间。

氢醌电极:将铂极片浸于饱和醌-氢醌溶液中,即形成氢醌电极,其电极电势与溶液的PH值成正比。

氢醌电极的优点是结构简单,反应速度快,但温度影响大,在高温下电极电位不稳定等。

锑电极:这是一种金属-金属氧化物电极。其电极电位产生于金属与覆盖其表面上的氧化物的界面上。锑电极的结构也比较简单,可用于半固体等混合物中的PH值的测量,但测量精度不高。

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