直接電位法測(cè)定溶液的PH

更新時(shí)間：2017-12-04

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1、測(cè)定PH的工作電池

利用各種氫離子指示電極與參比電極（一般是用飽和甘汞電極做參比電極）組成電池，由測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)算出溶液的pH值。常用的氫離子指示電極有氫電極、醌-氫醌電極、玻璃電極等。氫電極測(cè)溶液的pH值比較麻煩，需要提供穩(wěn)定的氫氣流沖打鉑黑電極，使氫氣被鉑黑吸附并與待測(cè)H+溶液達(dá)成平衡：
　　　　　　　H+(aH+) + e 1/2H2(g)
　　氫電極與甘汞電極構(gòu)成電池：Pt|H2 (PH2) | H+ | |KCl(飽和) | Hg2Cl2 | Hg(l)

E＝K總+0.0592PH

2、溶液PH的電位測(cè)定方法

以玻璃電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，用電位法測(cè)量溶液的pH值，常采用相對(duì)方法，即選用pH值已經(jīng)確定的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行比較而得到欲測(cè)

溶液的pH值。為此，pH值通常被定義為其溶液所測(cè)電動(dòng)勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液的電動(dòng)勢(shì)差有關(guān)的函數(shù)，其關(guān)系式為：

式中，pHｘ和pHs分別為欲測(cè)溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值；Ex和Es分別為其相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該式常稱(chēng)為pH值的實(shí)用定義。

二、PH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液

pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。
若向這種溶液中加入少量的酸或堿，或者在溶液中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿，以及將溶液適當(dāng)稀釋?zhuān)@個(gè)溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變，這種能對(duì)抗少量酸或堿或稀釋?zhuān)筽H值不易發(fā)生變化的溶液就稱(chēng)為pH緩沖溶液。
pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液特點(diǎn)：
標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值是已知的，并達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值有良好的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性，具有較大的緩沖容量，較小的稀釋值和較小的溫度系數(shù)。
溶液的制備方法容易

三、測(cè)量?jī)x器

1.pH計(jì)的工作原理

水的pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變化對(duì)生物的繁殖和生存有很大影響，同時(shí)還嚴(yán)重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之間。

水在化學(xué)上是中性的，某些水分子自發(fā)地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l，pH值是氫離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù)：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有過(guò)量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過(guò)量，則溶液呈堿性。

pH值通常用電位法測(cè)量，通常用一個(gè)恒定電位的參比電極和測(cè)量電極組成一個(gè)原電池，原電池電動(dòng)勢(shì)的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。采用了CPS11型pH傳感器和CPM151型pH變送器。測(cè)量電極上有特殊的對(duì)pH反應(yīng)靈敏的玻璃探頭，它是由能導(dǎo)電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測(cè)量精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。當(dāng)玻璃探頭和氫離子接觸時(shí)，就產(chǎn)生電位。電位是通過(guò)懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對(duì)照參比電極測(cè)到的。pH值不同，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣，通過(guò)變送器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4～20mA輸出。

2、pH計(jì)的安裝和維護(hù)

pH計(jì)的安裝方式有流通式和浸入式兩種。污水處理廠一般選用的是浸入式安裝，如該污水處理廠的pH計(jì)安裝在氧化溝的出口溢流槽內(nèi)，此處的pH值較具有代表性，且水流平穩(wěn)，對(duì)pH計(jì)不會(huì)造成大的沖擊。

定期的維護(hù)有助于儀表的準(zhǔn)確測(cè)量和延長(zhǎng)儀表的使用壽命。應(yīng)當(dāng)注意傳感器和變送器之間的電纜不能受潮，否則電極的高阻低壓信號(hào)將無(wú)法傳送至變送器。若電極不測(cè)量時(shí)，應(yīng)將黃色保護(hù)套管套上，它能使電極處于濕潤(rùn)狀態(tài)，有利于延長(zhǎng)電極的使用壽命。每隔一個(gè)月左右，應(yīng)對(duì)電極進(jìn)行清洗，先用柔和的水流噴洗附著物，再將電極浸泡于清洗液中一段時(shí)間，而后用清水洗凈。傳感器支架也應(yīng)清洗。每次清洗之后，要用緩沖劑溶液進(jìn)行標(biāo)定，目前國(guó)產(chǎn)的pH標(biāo)定液中，pH=4的還可以，pH=7的不夠準(zhǔn)確，將會(huì)影響標(biāo)定結(jié)果。所以使用生產(chǎn)廠家的標(biāo)定液，生產(chǎn)廠家一般提供兩瓶標(biāo)準(zhǔn)溶液，一瓶pH值等于7，用于標(biāo)定儀表零點(diǎn)；一瓶pH等于4，用于標(biāo)定儀表的信號(hào)輸出斜率。

小結(jié)：

1、直接電位法測(cè)定溶液的PH測(cè)定原理

2、PH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液

3、測(cè)量?jī)x器

上一條指示電極（2）
下一條直接電位法測(cè)定離子的活度