Слайд 1Лекция №3 Потенциометрические анализаторы
Поверка рН –метра.
Принцип действия, уравнение Нернста. Область
применения потенциометрических
анализаторов. Понятие рН. Уравнение водородной функции. Понятие изопотенциальной
точки. Типы
электродов. Принципиальная схема рН-метра.
Слайд 2Принцип действия. Уравнение
В. Нернста
Принцип действия основан на зависимости потенциала
измерительного электрода от концентрации потенциалопределяющих ионов в растворе
где
Ех – поверхностный равновесный потенциал измерительного электрода; Е0 – стандартный (нормальный) окислительно-восстановительный потенциал данного металла в растворе, активность которого равна единице; R =8, 31 (универсальная газовая постоянная); T–температура раствора, К; n–валентность металла; F =96500 число Фарадея; См+ –активная концентрация ионов металла в растворе, моль/дм3.
Слайд 4Уравнение водородной функции
Ея = Еи – Sя · (рН -
рНи), мВ
Ея = Еи – (54,197 + 0,1984 t) ·
(рН - рНи), мВ
где t – температура раствора, °С; рНи, Еи – номинальные значения координаты изопотенциальной точки электродной системы, состоящей из стеклянного и вспомогательного электродов, соответственно рН, мВ, a – температурный коэффициент раствора, Sя – крутизна водородной характеристики (Sя = ΔЕ/ΔрН мВ/рН).
Слайд 5Устройство электродной ячейки
Измерительный электрод ( Стеклянный ) выполнен из толстостенной
кремниевой стеклянной калиброванной трубки, к концу которой припаяна чувствительная шарообразная
мембрана из литиевого стекла. Электрод заполнен раствором соляной кислоты постоянной концентрации (0,1N), который замыкает электрическую цепь между мембраной и контактным серебряным электродом, соединенным с выводным проводником.
Электрод сравнения (Хлор-серебряный) выполнен также из кремниевой стеклянной калиброванной трубки, в конце которой имеется полупроницаемая мембрана. Раствор КCl замыкает электрическую цепь между исследуемым раствором и контактным серебряным электродом, соединенным с выводным проводником.
Слайд 6Изопотенциальной называется точка на графике водородной функции с координатами рНи,
Еи, потенциал которой не зависит от температуры раствора.
Координаты рНи,
Еи указываются в паспорте электродов.
Слайд 7Устройство потенциометрического анализатора
В состав анализатора входят :
- электродная ячейка, состоящая
из стеклянного измерительного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения;
- термометр
сопротивления с мостовым термокомпенсатором ;
- высокоомный измеритель напряжения с цифровым выходом.
Слайд 8Маркировка электродов
На электродах должно быть указано :
условное обозначение электрода;
товарный знак
предприятия-изготовителя;
заводской порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя;
координата изопотенциальной точки рНи;
температура
анализируемой среды;
- знак утверждения типа по ПР 50.2.009-94;
- дата выпуска (порядковый номер месяца и год);
Поверка электродов должна проводиться не реже одного раза в год согласно методикам ПР 50.2.035-2004.
Слайд 9Анализатор рН МАРК-902
Анализатор рН МАРК-902 (НПП «Взор» г.Нижний Новгород) представляет
собой двухканальный измерительный прибор, предназначенный для непрерывного измерения: активности ионов
водорода в диапазоне от 1 до 12 рН; температуры водных растворов в диапазоне от +5 до +50°С; ЭДС в диапазоне от -1000 до +1000 мВ.
ЕМР - при измерении рН – 0,01 рН,
- при измерении ЭДС – 1 мВ,
- при измерении температуры – 0,1 °С.
Слайд 10МАРК 902, НПП«ВЗОР»
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности рН , вызванной
изменением давления анализируемой среды в диапазоне от 0 до 0,025
МПа равен ± 0,1рН.
Слайд 11Функции анализатора
По каждому каналу измерения рН в рН-метре имеется токовый
выход 4-20 мА;
В блоке усилителя сигналы усиливаются и преобразуются в
цифровую форму и через кабель поступают на вход блока преобразовательного. Измеренное значение ЭДС электродной системы в рН-метре пересчитывается в значение рН с учетом температуры анализируемого раствора, т.е. выполняется автоматическая термокомпенсация, которая компенсирует изменение ЭДС электродной системы от температуры раствора.
Слайд 12Температурная компенсация рН-метра
Слайд 13
Значения потенциала электродных систем ЭПс-2-4 и ЭПв-5 с координатами
изопотенциальной точки рНи = 4,2; Еи = минус 25 мВ