工业PH计

发布时间：2018-01-15浏览次数：1996返回列表

PH是拉丁文“Pondushydrogenii”一词的缩写（Pondus=压强、压力hydrogenium=氢），用来量度物质中氢离子的活性。

PH值——在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10－7mol/l。如：假如有过量的氢离子H+，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H+游离的物质。同样，如果氢离子H+并使OHˉ离子游离，那末溶液就是碱性的。所以，给出CH+值就足以表示溶液的特性，呈酸性碱性，为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算，生物学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为“pH值”。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即

——用氢离子浓度表示的PH值；

——氢离子的浓度；

——氢离子摩尔浓度（量浓度），mol/L。

因此，PH值是离子浓度以10为底的对数的负数：

而氢离子活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。所以工业上常用PH计来测量水或水溶液的酸碱度。下图为PH值与的关系：

PH值与的对应关系图

测量PH值的方法很多，主要有化学分析法、试纸法、电位法。现主要介绍电位法。

电位分析法所用的电被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成，其中一个半电池称作测量电，它的电位与特定的离子活度有关，如H+；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电，它一般是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。

PH值一电位一离子浓度之间的关系

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH离子

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 离子

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH

+414.4•••• •• ••••+.59.2 0 -59.2•••••••••••• •••• -414.4 mv/25℃

从以上我们对PH测量的原理进行了分析而得知我们只要用一台毫伏计即可把PH值显示出来

11.1 工业PH计的工作原理

简单的讲就是，利用溶液中H离子的浓度（活度），产生的电电位，引起电子元件传感器转化后的数字变化（或仪器表盘指针的转动，老式PH计是指针型的）来显示和反应当前溶液的H离子浓度。

工业PH计的构成及各部分功能

工业PH计是以电电位法为原理的在线PH值测定仪，由检测器（也叫发送器）和转换器（也叫变送器）两部分构成。

检测器由指示电（能指示被测离子活度变化的电）、参比电（电电位恒定且不受待测离子影响的电）组成。当被测溶液流经检测器时，电和被测溶液就形成一个化学原电池，两电间产生一个原电势，该电势的大小与被测溶液的PH值成对数关系，它将被测溶液的PH值转变为电信号。常用的指示电有玻璃电、锑电等。常用的参比电有甘汞电、银—氯化银电等。

转换器由电子部件组成，其作用是将电检测到的电势信号放大，并转换为标准信号输出。

工业用的在线PH计，其检测器和转换器为两个部件，检测器装于现场，转换器装在就地仪表盘或控制室内。信号电势用特殊的高阻高频电缆传送。

目前，也有检测器和转换器一体化结构的工业在线PH计。

PH计检测器的简单构成示意图

11.2 工业PH计测量注意事项

在进行操作前，应先检查电的完好性。PH计上配套使用的电大多数采用的是复合电（指示电和参比电合二为一），老一代PH计尚在使用玻璃电与甘汞电。目前复合电使用比较广泛，以下以复合电为主。

目前使用的复合电主要有全封闭型和非封闭型两种，全封闭型比较少，主要是以国外企业生产为主。

复合电使用前先检查玻璃球泡是否有裂痕、破碎，如果没有，用pH缓冲溶液进行两点标定时，定位与斜率按钮均可调节到对应的pH值时，一般认为可以使用，否则可按使用说明书进行电活化处理。

活化方法是在4%氟化氢溶液中浸3～5 s左右，取出用蒸馏水进行冲洗，然后在0.1mol/L的盐酸溶液中浸泡数小时后，用蒸馏水冲洗干净，再进行标定，即用pH值为6.86(25℃)的缓冲溶液进行定位，调节好后任意选择另一种pH缓冲溶液进行斜率调节，如无法调节到，则需换电。

非封闭型复合电，里面要加外参比溶液即3 mol/L氯化钾溶液，所以必须检查电里的氯化钾溶液是否在1/3以上，如果不到，需添加3 mol/L氯化钾溶液。如果氯化钾溶液超出小孔位置，则把多余的氯化钾溶液甩掉，使溶液位于小孔下面，并检查溶液中是否有气泡，如有气泡要轻弹电，把气泡完全赶出。

在使用过程中应把电上面的橡皮剥下，使小孔露在外面，否则在进行分析时，会产生负压，导致氯化钾溶液不能顺利通过玻璃球泡与被测溶液进行离子交换，会使测量数据不准确。

电从测量管线拆下后应把橡皮复原，封住小孔。电经蒸馏水清洗后，应浸泡在3 mol/L氯化钾溶液中，以保持电球泡的湿润，如果电使用前发现保护液已流失，则应在3 mol/L氯化钾溶液中浸泡数小时，以使电达到好的测量状态。

复合电不可放在蒸馏水中长时间浸泡，这是不正确的，这会使复合电内的氯化钾溶液浓度大大降低，导致在测量时电反应不灵敏，终导致测量数据不准确，因此不应把复合电长时间浸泡在蒸馏水中。

11.3 工业PH计电校准、使用、维护注意事项

测量时应按说明书规定的时间周期对仪器进行校准。

校准时应注意：

①标准缓冲溶液温度尽量与被测溶液温度接近。

①定位标准缓冲溶液应尽量接近被测溶液的pH值。或两点标定时，应尽量使被测溶液的pH值在两个标准缓冲溶液的区间内。

③校准后，应将浸入标准缓冲溶液的电用水特别冲洗，因为缓冲溶液的缓冲作用，带入被测溶液后，造成测量误差。

④记录被测溶液的pH值时应同时记录被测溶液的温度值，因为离开温度值，pH值几乎毫无意义。尽管大多数pH计都具有温度补偿功能，但仅仅是补偿电的响应而已，也就是说只是半补偿，而没有同时对被测溶液进行温度补偿，即，全补偿。

复合电使用、维护注意事项：

目前工业上使用的电大都是复合电，其优点是使用方便，不受氧化性或还原性物质的影响，且平衡速度较快。

①复合电不用时，可充分浸泡3M氯化钾溶液中。切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。

②使用前，检查玻璃电前端的球泡。正常情况下，电应该透明而无裂纹；球泡内要充满溶液，不能有气泡存在。

③在线测量浓度较大的溶液时，不推荐使用接触时复合电，若非用不可时，也要尽量缩短测量时间，用后仔细清洗，防止被测液粘附在电上而污染电。

④清洗电后，不要用滤纸擦拭玻璃膜，而应用滤纸吸干, 避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染，影响测量精度。

⑤测量中注意电的银—氯化银内参比电应浸入到球泡内氯化物缓冲溶液中，避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时，注意将电轻轻甩几下。

⑥电不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。

⑦严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。

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