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技術(shù)文章

pH計(jì)玻璃電極的選擇
1. 在選擇電極時(shí),要使所選電極的內(nèi)阻與酸度計(jì)的輸入阻抗相匹配。玻璃電極的內(nèi)阻很大,從幾十兆歐到上千兆歐都有,電極在與它們配套使用時(shí)若互相不匹配,將會(huì)產(chǎn)生誤差。酸度計(jì)與電極的關(guān)系可用下圖表示:：

    其中,Ei是電極產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),r是電極內(nèi)阻,EAB是酸度計(jì)實(shí)際測(cè)到的電勢(shì),R是酸度計(jì)的輸入電阻。從式(1)中可以看出EAB不等于Ei,因?yàn)?/span>r不等于零,R也不可能無(wú)窮大。故Ei和EAB之間必然存在誤差,這個(gè)誤差越小測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。國(guó)家檢定規(guī)程JJG-84中**項(xiàng)第5條對(duì)由此引起的示值誤差作了明確規(guī)定:對(duì)0.2級(jí)～0.01級(jí)酸度計(jì)輸入阻抗引起的示值誤差小于±0.01pH;對(duì)0.001級(jí)酸度計(jì)則小于±0.001pH。該項(xiàng)檢定方法如下(詳見JJG-84規(guī)程中第16條規(guī)定):25℃時(shí)(K=59.16mV),在未接高阻(r=0)和接入高阻(r取1000(MΩ)情況下從電位差計(jì)向電計(jì)分別輸入354.942mV,分別記下電計(jì)示值pH1和pH2,則輸入阻抗引起的誤差ΔpH (1/2) (pH1-pH2)。不同電極的電阻r是不同的,實(shí)際工作中若R/r>1×103,Ei取3541942mV,根據(jù)式(1),則EAB=354.987mV,ΔE=Ei-EAB=0.355mV,于是ΔpH=ΔE/K=0.003pH,可以看出0.003pH滿足0.2級(jí)～0.01級(jí)酸度計(jì)誤差要求。同樣道理對(duì)于0.001級(jí)酸度計(jì)可以計(jì)算出R/r要大于3×103才能滿足規(guī)程要求。對(duì)于絕大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)由于實(shí)驗(yàn)要求不高,一般所用酸度計(jì)為0.2級(jí)～0.01級(jí),所以選擇電極時(shí)使酸度計(jì)輸入阻抗比電極內(nèi)阻大1000倍就可以了。而對(duì)個(gè)別使用0.001級(jí)酸度計(jì)的用戶來(lái)說(shuō),選電極時(shí)必須使酸度計(jì)輸入阻抗比電極內(nèi)阻大約3000倍。
    2. 各種電極的測(cè)量范圍不盡相同。電極從測(cè)量范圍上可分兩大類,一類玻璃電極,它們的測(cè)量范圍一般在1～9pH之間,有的可達(dá)0～10pH,這類電極在測(cè)pH>9或pH<1的溶液時(shí),測(cè)量值會(huì)比實(shí)際值偏小或偏大,這種誤差我們稱堿誤差或酸誤差。另一類是能夠抗???或抗堿的電極,它們的測(cè)量范圍可擴(kuò)展為0～14pH,已基本消除了堿誤差和酸誤差,所以在選擇電極的時(shí)候,若被測(cè)液的pH范圍在0～9pH之間,上面兩類電極均可以選用,若被測(cè)液的pH>9或pH<1,只能選擇能抗酸和抗堿的電極。
    3. 各種電極的適用溫度范圍是不同的,它們?cè)谑褂弥卸加袦囟壬舷拗岛蜏囟认孪拗?。所以在高溫下工作要選用高溫電極,在低溫下工作要選用低溫電極。這些電極不能隨便換用,這是由于電極的內(nèi)阻與溫度呈負(fù)指數(shù)關(guān)系,大約每下降20℃,電極內(nèi)阻會(huì)增長(zhǎng)10倍,在低溫情況下若使用高溫電極,則會(huì)因電極內(nèi)阻過(guò)大而產(chǎn)生附加誤差。在高溫情況下若選用低溫電極,雖然電極內(nèi)阻很小,但其抗侵蝕性能下降,從而會(huì)減少電極使用壽命,甚至?xí)p壞電極本身。
    4. 所選電極的零電位值必須與酸度計(jì)的等電位pH值相一致。電極的零電位是指測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)的pH值,目前電極的零電位值常用的有2±1pH值、7±1pH值兩種,它們與不同型號(hào)的酸度計(jì)配合使用。酸度計(jì)的等電位pH值由酸度計(jì)定位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié),并在一定范圍內(nèi)可調(diào)(3～7pH范圍內(nèi)不等),不同型號(hào)的酸度計(jì)其等電位值是不同的,一般有2±3pH和7±3pH左右和連續(xù)可調(diào)三類。零電位是2±1pH的電極只能和等電位是2±3pH的酸度計(jì)配套使用,零電位是7±1pH的電極只能和等電位是7±3pH的酸度計(jì)配套使用。
    5. 進(jìn)行電極外觀檢查,看看電極有無(wú)內(nèi)溶液,內(nèi)溶液夠不夠,內(nèi)溶液是否干凈透明,電極球泡表面有無(wú)裂紋和斑點(diǎn)等。
    6. 電極的插頭要與酸度計(jì)的接插件相配套。如果所選的電極只能滿足上面五個(gè)條件,而插頭卻無(wú)法與酸度計(jì)相配套,可以自己更換電極插頭,但必須在保證其絕緣電阻的情況下進(jìn)行。
    只要把握好上面幾條,相信大家一定可以選擇到滿意的電極。