Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Как измеряют рН с помощью приборов. Принцип работы системы в целом





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

В настоящее время основным методом измерения рН является использование специального прибора - рН-метра. Принцип действия такого прибора потенциометрический, то есть измеряемой величиной является напряжение между двумя электродами, опущенными в раствор. Обычно напряжение между такими электродами изменяется на десятки и сотни милливольт. Таким образом, рН - метр представляет собою милливольтметр. Особенностью такого милливольтметра является очень маленький входной ток, так что он может измерять напряжение с самых разных электродов, в том числе стеклянных, через который большой ток не проходит. Кроме того, у рН-метра имеется система пересчета напряжения в рН (а в более совершенных моделях и в некоторые другие величины, например в градусы Тернера для кислотности молока).

 

Рассмотрим более подробно работу рН-метра. В раствор опускают два электрода: индикаторный (измерительный) и электрод сравнения. Потенциал индикаторного электрода относительно раствора линейно зависит от величины рН раствора (это объясняется ниже):

Uизм = а + b*pH (3)

Здесь а и b - константы, зависящие только от температуры. В идеале потенциал индикаторного электрода не зависит от присутствия других ионов. Это называется селективностью индикаторного электрода к ионам водорода. Таким образом, рН-электрод относится к ионоселективным электродам. Полезный сигнал (зависимость от рН раствора) возникает на границе раздела фаз мембрана индикаторного электрода-раствор, передается на металлический проводник, входящий в конструкцию индикаторного электрода и подается на вход рН-метра, который, как уже отмечалось выше, представляет собою специализированный вольтметр. Однако вольтметр не может измерить потенциал одного электрода. Он должен измерять напряжение, то есть разность потенциалов двух электродов. Поэтому необходим еще электрод сравнения, потенциал которого подается на второй вход рН-метра.

 

Электрод сравнения служит нулем отсчета. Это устройство, которое поддерживает постоянную величину разности потенциалов между своим выходом (который подключается на вход рН-метра) и точкой в растворе, куда погрузили его рабочую часть. Его потенциал относительно раствора не зависит от присутствия других ионов в растворе и вообще от состава раствора. Это целое устройство, использующее значительное количество научных и технических приемов. Если мы опускаем электрод сравнения в раствор, то между точкой в растворе, куда он погружен и его выходом возникает постоянное напряжение Uсравн. Это напряжение подается на второй вход рН-метра (вход сравнения). Падение напряжения в растворе равно нулю, так как никакой ток в растворе не протекает (а если протекает, то он мешает измерению рН). Таким образом, напряжение между входами рН-метра, то есть измеряемая величина, определяется выражением:

 

DU = Uизм - U сравн = а + b*pH - U сравн = с + b*pH (4)

 

Таким образом, между измеряемой рН-метром величиной напряжения и значением рН раствора возникает линейная связь. Константы с и b для данной электродной системы определяют с помощью стандартных растворов с известной величиной рН (привязанных к Государственному эталону, где шкала рН определяется из комплекса теоретических и экспериментальных данных). Эти константы фиксируют в памяти компьютера. После этого прибор способен автоматически пересчитывать измеренную величину DU в значение рН раствора, например, при массовых измерениях или при непрерывном наблюдении за рН водопровода, реки или какого-то технологического раствора. В том числе прибор можно запрограммировать так, чтобы он управлял клапанами подачи кислоты или щелочи и выставлял заданную величину рН технологического или иного раствора (рН-стат).

 

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.