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酸度計(jì)的級(jí)別和儀器的準(zhǔn)確度 酸度計(jì)是如何工作的

時(shí)間:2020-08-04    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
酸度計(jì)的級(jí)別和儀器的準(zhǔn)確度 提要:酸度計(jì)的級(jí)別和儀器的準(zhǔn)確度是不同的兩個(gè)概念,儀器級(jí)別與其準(zhǔn)確度并不完全一致。
酸度計(jì)的級(jí)別是按其指示器(簡(jiǎn)稱電計(jì))的分度值(分辨率或最小顯示值)表示的,例如:分度為0.1pH的儀器稱為0.1級(jí)儀器;最小顯示值為0.001pH的儀器稱為0.001級(jí)儀器,等等。而儀器的準(zhǔn)確度是電計(jì)與電極配套測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的綜合誤差,它不僅與電計(jì)有關(guān),而且與玻璃電極和參比電極更有關(guān)。從實(shí)際使用要求出發(fā),目前電計(jì)的分度值為0.1~0.001pH,如果有必要的話,依當(dāng)前的科技水平,完全可以制作出更精密的電計(jì)。但是,由于結(jié)構(gòu)和制造等方面的原因,目前常用電極的性能還不能達(dá)到完全理想的程度。玻璃電極的重復(fù)性誤差和參比電極的溶液接界電勢(shì)穩(wěn)定性都不優(yōu)于0.01pH。因此,電計(jì)的分辨率再高,儀器測(cè)試準(zhǔn)確度都難優(yōu)于0.01pH。但是,選擇高分辨率的儀器可以最大限度地克服或消除電計(jì)對(duì)測(cè)試誤差的影響。由于要使電計(jì)達(dá)到滿意的精度已不成問題,所以目前都在儀器的智能化,人性化,可靠性,操作簡(jiǎn)便以及性價(jià)比等方面不斷創(chuàng)新和提高。
酸度計(jì)的級(jí)別與其測(cè)試準(zhǔn)確度的關(guān)系在酸度計(jì)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程(JJG 119—84)中規(guī)定如下:
儀器的級(jí)別 0.2級(jí) 0.1級(jí) 0.02級(jí) 0.01級(jí) 0.001級(jí)
分度值或最小顯示值(pH) 0.2 0.1 0.02 0.01 0.001
電計(jì)示值誤差(pH) ±0.1 ±0.05 ±0.01 ±0.01 ±0.002
配套測(cè)試示值總誤差(pH) ±0.2 ±0.1 ±0.02 ±0.02 ±0.01
注:配套測(cè)試時(shí)的測(cè)試范圍應(yīng)控制在pH3~pH10內(nèi)。
從上表可以看出,對(duì)于0.01級(jí)以下的酸度計(jì),示值總誤差數(shù)值等于其級(jí)別,對(duì)于0.01級(jí)的酸度計(jì),示值總誤差為0.02pH,對(duì)于0.001級(jí)酸度計(jì),其示值總誤差也只能達(dá)到±0.01pH,而且此時(shí)需要使用一級(jí)pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)才能得到保證。(注意:pH國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分一級(jí)和二級(jí)兩種,一般酸度計(jì)常用的是二級(jí)pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。)
還需要說明的是,儀器示值總誤差的檢測(cè)為什么要規(guī)定測(cè)試范圍為pH3~pH10呢?是由于參比電極的液接界電勢(shì)與溶液的pH有關(guān),在pH3~pH10范圍內(nèi)液接界電勢(shì)可穩(wěn)定在±0.01pH范圍內(nèi),若10<pH<3時(shí),液接界電勢(shì)引起的誤差可高達(dá)±0.07pH。同時(shí),玻璃電極在堿性和酸性溶液中還會(huì)產(chǎn)生堿誤和酸誤。因此必須規(guī)定在pH3~pH10范圍內(nèi)檢測(cè),否則將無(wú)法區(qū)別各種級(jí)別酸度計(jì)的示值總誤差。



    隨著酸度計(jì)的普及,越來越多的用戶開始關(guān)心酸度計(jì)的品質(zhì),那么如何判斷酸度計(jì)的質(zhì)量故此粗略談下判斷酸度計(jì)質(zhì)量的一些常用方法。

    從使用角度來看,酸度計(jì)的判斷主要體現(xiàn)在:

    1、準(zhǔn)確性:

    沒有準(zhǔn)確性的酸度計(jì)沒有任何使用價(jià)值。判斷的方式是使用高精度的或高精度的標(biāo)準(zhǔn)液校驗(yàn)。

    2、穩(wěn)定性:

    一臺(tái)不穩(wěn)定的酸度計(jì)讀數(shù)困難,也很難保證儀器的準(zhǔn)確性,穩(wěn)定性表現(xiàn)在兩方面,一方面是單臺(tái)儀器的穩(wěn)定性,可以將同一儀器長(zhǎng)時(shí)間放置穩(wěn)定溶液中,看數(shù)值是否變化及變化幅度;另一方面的多臺(tái)儀器的穩(wěn)定性,將幾臺(tái)校驗(yàn)好的同一型號(hào)儀器放同一穩(wěn)定溶液中看讀數(shù)是否一致,誤差有多少,如果幾臺(tái)同型號(hào)儀器之間不能保證穩(wěn)定性,那就很難保證每臺(tái)儀器的準(zhǔn)確和穩(wěn)定性。

    3、常見誤差的調(diào)整:

    溫度是最明顯的造成PH誤差的因數(shù),有無(wú)溫度探頭,以及溫度探頭的靈敏度同樣影響儀器的使用。

    4、操作方便,界面美觀:

    使用者這方面是比較容易判斷的,有些舊式的儀器,采用模擬開關(guān),導(dǎo)致校準(zhǔn)困難,細(xì)小的變化不容易發(fā)覺,容易產(chǎn)生致命的系統(tǒng)誤差。另一方面,考慮到成本和技術(shù)的原因,仍然有許多儀器采用LED數(shù)碼管,顯示內(nèi)容不夠豐富,當(dāng)然也有廠商通過一定途徑彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)。目前比較多采用的方便操作的界面一般是LCD液晶顯示+鍵盤式操作。

    5、探頭優(yōu)劣:

    這點(diǎn)毋庸置疑,探頭的性能直接影響儀器的一些技術(shù)指標(biāo),再優(yōu)越的儀器配備劣質(zhì)探頭都是無(wú)濟(jì)于事。

    6、安全性:

    近年越來越多的客戶對(duì)操作安全性開始關(guān)注,設(shè)計(jì)良好的儀器采用較低的安全電壓輸入可以大大提高安全性能。

    從技術(shù)角度來說,主要體現(xiàn)在:

    1、設(shè)計(jì)原理:

    設(shè)計(jì)原理是整臺(tái)機(jī)器的靈魂,優(yōu)秀的設(shè)計(jì)可以降低成本的同時(shí)提高精度,這點(diǎn)大家智者見智,仁者見仁。但有一最大的區(qū)別是模擬電路和數(shù)值電路的區(qū)別,隨著技術(shù)的發(fā)展和單片機(jī)價(jià)格的降低,使得近年數(shù)值電路越發(fā)成為主流產(chǎn)品。他的許多優(yōu)點(diǎn)是模擬電路所無(wú)法比擬的。

    2、生產(chǎn)工藝:

    再好的設(shè)計(jì),再好的產(chǎn)品,如果沒有好的生產(chǎn)工藝和檢驗(yàn)手段也是無(wú)濟(jì)于事,制造工藝主要體現(xiàn)在內(nèi)部線路和元器件,許多單位考慮到成本和技術(shù),內(nèi)部線路紊亂粗糙,或則使用低品質(zhì)的元器件,這樣的儀器沒辦法保證他的長(zhǎng)期準(zhǔn)確穩(wěn)定和安全。





常用的測(cè)量酸度計(jì)的電極

  酸度計(jì)主要是通過電極和溶液產(chǎn)生微電壓,所以使用于什么電極對(duì)酸度值的大小很關(guān)鍵。我們常用的測(cè)量酸度計(jì)的電極主要有如下兒種:

  1、氫電極:

  氫電極的原理與金屬電極頗為相似。但氫是氣體,不能直接用作電極,而需要一個(gè)鍍有鉑黑的鉑電極吸附氫氣起金屬電極的作用。它的主要優(yōu)點(diǎn)的準(zhǔn)確,可用于測(cè)量較廣泛的pH范圍。但這種電極在氧化還原過程中,生成其他的氧化或還原物質(zhì)時(shí),會(huì)引起測(cè)量誤差,操作也不方便,所以這種電極一般只作標(biāo)準(zhǔn)電極,實(shí)際測(cè)量中很少使用。

  2、醌一氫醒電極:

  它是惰性的金屬鉑或金浸入醌氫醌飽和溶液中而組成的,是利用醌一氫醌對(duì)在惰性電極上建立的電位平衡。醌一氫醒電極的優(yōu)點(diǎn)是電位穩(wěn)定快、內(nèi)阻低。但如果pH超過8,呈弱酸的氫醌開始離解或者被氧化成醌,破化了電位平衡。另外,其它能與醌結(jié)合的物質(zhì)都會(huì)影響pH測(cè)定,如蛋白質(zhì)、硼酸鹽、膠體懸浮液等。

  3、銻電極:

  它是金屬氧化物電極中的一種。銻電極的電極就發(fā)生在金屬銻和氧化物之間銻與空氣接觸的表面所產(chǎn)生、,由于此氧化物的活度與溶液中的OHˉ離了活度有關(guān),所以銻電極的電位直接與溶液的pH值有關(guān)。

  銻電極的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,堅(jiān)固耐用。但這種電極的“標(biāo)準(zhǔn)”電位不穩(wěn)定,還有其它金屬氧化物電極也可作pH測(cè)量。例如:秘Bi、電極,原理和結(jié)構(gòu)與銻電極相似。

  4、日一汞電極:

  通常用的是飽和甘汞電極,它由金屬汞、Hg2CI2和飽和KC1溶液組成。不會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象、電極的穩(wěn)定性。它的電極反應(yīng)是:Hg2CI2+2e=2Hg+2C1ˉ

  5、玻璃電極:

  玻璃pH電極是目前pH測(cè)量的最主要方法之一。當(dāng)它浸入被測(cè)溶液內(nèi),被測(cè)溶液的氫離了與電極球泡表面水化層進(jìn)行離了交換,球泡內(nèi)層也同樣產(chǎn)生電極電勢(shì)。由于內(nèi)層氫離了不變,而外層氫離了在變化,因此內(nèi)外層電勢(shì)差也在變化,它的大小決定于膜外層溶液的氫離了濃度。這種測(cè)試方法簡(jiǎn)單,結(jié)果精確,受十?dāng)_因素較少。

  6、復(fù)合電極:

  目前多數(shù)使用一種叫復(fù)合電極,即將玻璃電極與參比電極結(jié)合成單一探頭的電極,具有玻璃電極和參比電極的組合功能,使得測(cè)量更加方便、準(zhǔn)確、可靠。

標(biāo)簽: 酸度計(jì)
酸度計(jì) 常用的測(cè)量酸度計(jì)的電極_酸度計(jì)

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