恒奧德解析酸度(du)計 原理以及分(fen)類

原理(li)

什(shen)麽(me)是pH?pH是拉丁文"Pondus hydrogenii"詞(ci)的縮(suo)寫(xie)(Pondus=壓強、壓(ya)力hydrogenium=氫)，用來量(liang)度(du)物(wu)質中(zhong)氫離(li)子(zi)的(de)活(huo)性。這活(huo)性直(zhi)接(jie)關系到水(shui)溶液(ye)的(de)酸性(xing)、中性(xing)和(he)堿(jian)性(xing)。水(shui)在(zai)化學(xue)上是中性的(de)，但(dan)不是沒(mei)有離(li)子(zi)，即(ji)使化學(xue)純水(shui)也有(you)微量(liang)被離(li)解(jie):嚴(yan)格(ge)地(di)講，在(zai)與(yu)水(shui)分子(zi)水(shui)合(he)作用以前，氫(qing)核(he)不是以自由態(tai)存(cun)在(zai)。

H2O+ H2O=H3O+ OHˉ，由於水(shui)合(he)氫(qing)離(li)子(zi)(H3O)的(de)濃(nong)度是與(yu)氫(qing)離(li)子(zi)(H)濃(nong)度(du)等(deng)同(tong)看待(dai)，上式(shi)可(ke)以簡化成(cheng)下述常用的形(xing)式:

H2O=H+ OHˉ

此(ci)處正的(de)氫(qing)離(li)子(zi)，人們(men)在(zai)化學(xue)中表(biao)示為"H離(li)子(zi)"或(huo)"氫(qing)核"。水(shui)合(he)氫(qing)核表(biao)示為"水(shui)合(he)氫(qing)離(li)子(zi)"。負(fu)的(de)氫氧根(gen)離(li)子(zi)稱(cheng)為"氫(qing)氧(yang)化物(wu)離(li)子(zi)"。

利(li)用質量(liang)作用定律(lv)，對(dui)於(yu)純(chun)水(shui)的離(li)解(jie)可(ke)以找到(dao)平(ping)衡常(chang)數加以表(biao)示:

K=H3O×OH----H2O

由於水(shui)只(zhi)有(you)少量(liang)被(bei)離(li)解(jie)，因此(ci)水(shui)的質(zhi)量(liang)摩(mo)爾濃度(du)實(shi)際為常(chang)數，並且(qie)有平(ping)衡常(chang)數K可求(qiu)出(chu)水(shui)的離(li)子(zi)積KW。

KW=K×H2O KW= H3O·OH-=10·10=10mol/l(25℃)

也就(jiu)是說對於(yu)升純(chun)水(shui)在(zai)25℃時(shi)存在(zai)10摩(mo)爾H3O離(li)子(zi)和(he)10摩(mo)爾OHˉ離(li)子(zi)。

在(zai)中(zhong)性溶液(ye)中(zhong)，氫離(li)子(zi)H和(he)氫(qing)氧根離(li)子(zi)OHˉ的(de)濃(nong)度都是10mol/l。如:

假如(ru)有過(guo)量的(de)氫(qing)離(li)子(zi)H，則(ze)溶(rong)液(ye)呈(cheng)酸性(xing)。酸是能使水(shui)溶液(ye)中(zhong)的氫(qing)離(li)子(zi)H遊(you)離(li)的(de)物(wu)質。同(tong)樣，如果使OHˉ離(li)子(zi)遊(you)離(li)，那(na)麽溶(rong)液(ye)就(jiu)是堿(jian)性(xing)的。所(suo)以，給(gei)出(chu)H值就(jiu)足以表(biao)示溶液(ye)的(de)性，呈(cheng)酸性(xing)還是堿(jian)性(xing)，為了(le)免(mian)於用此(ci)分子(zi)濃(nong)度(du)負冪數行運(yun)算(suan)，生(sheng)物(wu)學家(jia)澤倫(lun)森(Soernsen)在(zai)1909年(nian)建議將此(ci)不便(bian)使用的數值用對數代替(ti)，並(bing)定義為"pH值"。數學上定(ding)義pH值為氫(qing)離(li)子(zi)濃(nong)度(du)的常用對數負值。即pH=-log[H]。

因此(ci)，pH值是離(li)子(zi)濃(nong)度(du)以10為底的(de)對(dui)數的負(fu)數:

改(gai)變(bian)50m的水(shui)的pH值，從pH2到(dao)pH3需要(yao)500L漂白(bai)劑(ji)。然而(er)，從pH6到(dao)pH7只(zhi)需要(yao)50L的(de)漂白(bai)劑(ji)。

測量(liang)pH值的方(fang)法(fa)很多(duo)，主(zhu)要(yao)有(you)化學(xue)分析法、試(shi)紙法、電(dian)位(wei)法(fa)。現(xian)主(zhu)要(yao)介(jie)紹電(dian)位(wei)法(fa)測(ce)得pH值。

電(dian)位(wei)分(fen)析(xi)法(fa)所(suo)用的電(dian)被稱(cheng)為原(yuan)電(dian)池(chi)。原(yuan)電(dian)池(chi)是個系統(tong)，它的(de)作用是使化學(xue)反應能量轉成為電(dian)能。此(ci)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)壓被(bei)稱為電(dian)動(dong)勢(EMF)。此(ci)電(dian)動(dong)勢(EMF)由二(er)個半電(dian)池(chi)構(gou)成，其中個(ge)半電(dian)池(chi)稱(cheng)作示電(dian)，它的(de)電(dian)位(wei)與(yu)定(ding)的(de)離(li)子(zi)活(huo)度(du)有關，如(ru)H;另個半電(dian)池(chi)為參比半電(dian)池(chi)，通(tong)常稱作參比電(dian)，它般(ban)是測量溶(rong)液(ye)相(xiang)通(tong)，並(bing)且與(yu)測(ce)量(liang)儀表(biao)相(xiang)連。

例(li)如，支(zhi)電(dian)由根插(cha)在(zai)含(han)有(you)銀(yin)離(li)子(zi)的(de)鹽(yan)溶液(ye)中(zhong)的根(gen)銀(yin)導(dao)線(xian)制(zhi)成(cheng)，在(zai)導(dao)線(xian)和(he)溶(rong)液(ye)的(de)界(jie)面(mian)處，由於金(jin)屬(shu)和(he)鹽(yan)溶液(ye)二(er)種物(wu)相(xiang)中(zhong)銀(yin)離(li)子(zi)的(de)不同(tong)活度，形(xing)成離(li)子(zi)的(de)充(chong)電(dian)過程(cheng)，並形(xing)成定(ding)的(de)電(dian)位(wei)差(cha)。失(shi)去(qu)電(dian)子(zi)的(de)銀(yin)離(li)子(zi)溶(rong)液(ye)。當(dang)沒(mei)有施(shi)加(jia)外(wai)電(dian)反充(chong)電(dian)，也就(jiu)是說沒(mei)有電(dian)的話(hua)，這(zhe)過(guo)程(cheng)終(zhong)會達(da)到個平(ping)衡。在(zai)這(zhe)種平(ping)衡狀(zhuang)態(tai)下(xia)存在(zai)的(de)電(dian)壓被(bei)稱為半電(dian)池(chi)電(dian)位(wei)或(huo)電(dian)電(dian)位(wei)。

此(ci)電(dian)位(wei)的(de)測(ce)量(liang)是相(xiang)對(dui)個(ge)電(dian)位(wei)與(yu)鹽(yan)溶液(ye)的(de)成分(fen)無(wu)關(guan)的(de)參比電(dian)行的。這(zhe)種(zhong)具有立(li)電(dian)位(wei)的(de)參比電(dian)也被(bei)稱為二(er)電(dian)。對於(yu)此(ci)類電(dian)，金(jin)屬(shu)導(dao)線(xian)都是覆蓋(gai)層(ceng)此(ci)種金(jin)屬(shu)的(de)微溶(rong)性鹽(yan)(如:Ag/Agcl)，並(bing)且插(cha)入含(han)有(you)此(ci)種金(jin)屬(shu)鹽(yan)陰(yin)離(li)子(zi)的(de)電(dian)解質(zhi)溶液(ye)中(zhong)。此(ci)時(shi)半電(dian)池(chi)電(dian)位(wei)或(huo)電(dian)電(dian)位(wei)的(de)大小(xiao)取決於此(ci)種陰(yin)離(li)子(zi)的(de)活(huo)度。

分類(lei)

人們(men)根(gen)據與(yu)生(sheng)活的(de)需要(yao)，地(di)研究了(le)許多(duo)型號的酸度(du)計:

按測(ce)量度(du)

可分(fen)0.2、0.1、0.01或更(geng)度。

按儀器(qi)體積

分為筆(bi)式(shi)(迷妳型)、便(bian)攜式(shi)、臺式(shi)還有在(zai)線(xian)連續(xu)監控(kong)測量(liang)的在(zai)線(xian)式。

根據(ju)使用的要(yao)求(qiu)

筆式(shi)(迷妳型)與(yu)便(bian)攜式(shi)pH酸堿(jian)度(du)計般是檢(jian)測人員帶(dai)到(dao)現(xian)場檢(jian)測使用。

選(xuan)擇(ze)pH酸(suan)堿(jian)度(du)計的度別是根據用戶測(ce)量(liang)所(suo)需的度(du)決定，而後根據(ju)用戶方(fang)便(bian)使用而選(xuan)擇(ze)各式形(xing)狀(zhuang)的pH計。

◆按便(bian)攜性(xing)分的(de)，分為:便(bian)攜式(shi)pH計，臺式pH計和(he)筆(bi)式pH計。

◆按用途分為:實(shi)驗(yan)室(shi)用pH計，業在(zai)線(xian)pH計等(deng)。

◆按程(cheng)度分(fen)為經(jing)濟(ji)型pH計，智(zhi)能型pH計，型pH計或分為針(zhen)式pH計，數顯式(shi)pH計。

◆筆式(shi)pH計，般制(zhi)成(cheng)單量程(cheng)，測量(liang)範(fan)圍(wei)狹(xia)窄(zhai)，為用簡便(bian)儀器(qi)。

便(bian)攜式(shi)和(he)臺(tai)式pH計測量範圍(wei)較(jiao)廣，常(chang)用儀器(qi)，不同(tong)點是便(bian)攜式(shi)采(cai)用直(zhi)供電(dian)，可攜(xie)帶(dai)到(dao)現(xian)場。實(shi)驗(yan)室(shi)pH計測量範圍(wei)廣、能多(duo)、測(ce)量(liang)度(du)。

業用pH計的點是要(yao)求(qiu)穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)、作可靠(kao)，有定(ding)的測(ce)量度、環境(jing)適(shi)應能力強、抗(kang)幹(gan)擾(rao)能力強，具(ju)有模(mo)擬(ni)裏(li)量(liang)輸出、數字通(tong)訊(xun)、上下(xia)限報(bao)警和(he)控(kong)制(zhi)能等(deng)。