342079428_ph計(jì)檢定規(guī)程講義

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1、實(shí)驗(yàn)室pH（酸度計(jì)）檢定規(guī)程JJG119-20051范圍本規(guī)程適用于ph（酸度）計(jì)和可作為pH（酸度）計(jì)使用的實(shí)驗(yàn)室通用離子計(jì)（以下簡(jiǎn)稱儀器）的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢定。2引用文獻(xiàn)本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)：JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》OIMLRecommendationR54(1980)：pHScaleforAqueousSolutions使用本規(guī)程時(shí)應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3概述測(cè)量PH值的方法很多，主要有化學(xué)分析法、試紙法、電位法?，F(xiàn)主要介紹電位法測(cè)得PH值。按測(cè)量精度上可

2、分0.2級(jí)、0.1級(jí)、0.01級(jí)或更高精度，按儀器體積上分有筆式（迷你型）、便攜式、臺(tái)式還有在線連續(xù)監(jiān)控測(cè)量的在線式。根據(jù)使用的要求：筆式（迷你型）與便攜式PH酸度計(jì)一般是檢測(cè)人員帶到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用。利用PH計(jì)測(cè)定溶液的pH值的方法是一種電位測(cè)定法。它是將玻璃電極和甘汞電極插入被測(cè)溶液中，組成一個(gè)電化學(xué)原電池，其電動(dòng)勢(shì)是與溶液的PH值大小有關(guān)。pH計(jì)的主體是一個(gè)精密電位計(jì)，用它測(cè)量原電他的電動(dòng)勢(shì)并可直接讀出被測(cè)PH值。（1）參比電極常用的參比電極為甘汞電極(外參比電極)和銀一氯化銀電極(內(nèi)參比極)。甘汞電極是由

3、金屬汞和Hg2Cl2和KCl溶液溶液組成的電極。銀一氯化銀電極是由銀絲鍍—層氯化銀，浸于一定濃度的氯化鉀溶液中組成的電極。參比電極的電位是恒定的，與被測(cè)溶液的pH值無(wú)關(guān)。（2）指示電極測(cè)定PH值的指示電極為一種最早的離子選擇玻璃電極。玻璃電極的主要組成是一玻璃泡，泡的下半部是由特殊成分的玻璃(鈉玻璃或鋰玻璃)制成的薄膜。在玻璃泡中裝有PH值一定的緩沖溶液(通常為0.1moL/L的HCl溶液)，其中插入一支內(nèi)參比電極(銀-氯化銀電極)。（3）測(cè)定pH值的工作電池測(cè)定PH值的工作電池是由內(nèi)參比電極(Ag—AgCl

4、電極)、內(nèi)部緩沖溶液(H+濃度為0.1mol/L)、玻璃膜、試液和外參比電極(甘汞電極)等組成的。電池兩極間的電位差為：因K’的值很難通過(guò)計(jì)算得出，只能采用已知pH值緩沖溶液作為標(biāo)準(zhǔn)在酸度計(jì)上進(jìn)行校正。同時(shí)考慮溫度對(duì)測(cè)定PH值的影響，在酸度計(jì)上設(shè)有補(bǔ)償溫度裝置。因此，在測(cè)量試液的PH值之前，要先用標(biāo)準(zhǔn)PH值緩沖溶液進(jìn)行定位，然后再測(cè)量試液的PH值。此種測(cè)量方法的依據(jù)是：設(shè)標(biāo)準(zhǔn)PH值緩沖溶液的pH值為PHs，待測(cè)溶液的PH值為PHx。根據(jù)上述公式，標(biāo)準(zhǔn)PH值緩沖溶液的電動(dòng)勢(shì)為：待測(cè)溶液的電動(dòng)勢(shì)為則待測(cè)溶液的PH

5、x是以標(biāo)準(zhǔn)pH值緩沖溶液的pHs為基難。從式中看出，標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)溶液的PH值差1個(gè)PH單位時(shí)，電動(dòng)勢(shì)差為0.059V(25℃)。將電動(dòng)勢(shì)變化的伏特?cái)?shù)直接以PH值間隔定位，就可以進(jìn)行直讀。所用標(biāo)準(zhǔn)PH值緩沖溶液的pHs值和待測(cè)溶液的PHx值相差不宜過(guò)大，最好在3個(gè)PH單位以內(nèi)。（4）pH計(jì)電路原理分析實(shí)際上pH計(jì)是一種具有高輸入阻抗,低輸入電流的直流毫伏計(jì)。因?yàn)闇y(cè)量pH時(shí)采用了內(nèi)阻極高的玻璃電極,來(lái)輸入被測(cè)液產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),而電位分析法要求測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為熱力學(xué)平衡電池電動(dòng)勢(shì),因此,在測(cè)量過(guò)程中需要保證pH測(cè)量

6、電池中不發(fā)生任何類型的極化和電化反應(yīng)。為防止電池中發(fā)生極化反應(yīng),電計(jì)的電子單元部分必須具有很高的輸入阻抗,以保證基本上沒(méi)有電流流經(jīng)電池,而引起顯著的電壓降。pH玻璃電阻的內(nèi)阻從幾百兆歐姆至上千兆歐姆,若有微小的電流流經(jīng)測(cè)量電池,例如電流為1.1×10-11A,則由于電阻極大引起的pH測(cè)量的誤差可高達(dá)0.117左右,這種誤差是不允許的,因此,電計(jì)應(yīng)有足夠高的輸入阻抗。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,我們?nèi)缦聢D所示分析如下:由pH玻璃電極、參比電極組成的pH測(cè)量電池可等效為電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,(主要是玻璃電極的內(nèi)阻,參比電極

7、的內(nèi)阻可以忽略不計(jì)),電容為C的信號(hào)源,當(dāng)電計(jì)輸入阻抗為R時(shí),回路的電流為i,則儀器輸入端的電動(dòng)勢(shì)為E,則根據(jù)歐姆定律有:i=E/(R+r)　　E’=i?R=(R×E)/(R+r)測(cè)量的目的是準(zhǔn)確測(cè)量出電動(dòng)勢(shì)E，但是由于電流i在測(cè)量電阻r的電勢(shì)降,故測(cè)出的僅僅是電阻R上的電勢(shì)降E,故測(cè)量的相對(duì)誤差為:δ=(E’-E)/E=[R×E-(R+r)×E]/[(R+r)×E×R]=-r/(R+r)×100%這項(xiàng)誤差總是負(fù)值,即表示測(cè)到的電動(dòng)勢(shì)E總比電池電動(dòng)勢(shì)小。當(dāng)要求測(cè)量誤差小于千分之一時(shí)應(yīng)有r/(R+r)=0.1%

8、則R/r=999≈1000這說(shuō)明為了保證千分之一的測(cè)量準(zhǔn)確度,儀器的輸入阻抗應(yīng)是電池內(nèi)阻的一千倍以上。pH玻璃電阻的最大內(nèi)阻為300MΩ至1000MΩ，因此要求pH計(jì)的電子單元部分輸入阻抗大于3×1011Ω～1012Ω。當(dāng)輸入阻抗足夠高時(shí),回路中的電流非常小，此電流在測(cè)量電極上產(chǎn)生的極化電勢(shì)誤差也非常小，可以忽略不計(jì)。（5）概述總結(jié)利用pH計(jì)測(cè)量溶液pH值時(shí)，都采用比較法測(cè)量。首先利用指示電極、參比