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温度对PH计的影响以及如何校正温度带来的影响

(2010-07-22 16:41:53)
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杂谈

                温度对PH计的影响以及如何校正温度带来的影响

  PH计在工业生产领域特别是化工和制药等行业中被用来测量溶液的酸碱度,广泛应用于:火电、化工化肥、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中pH值的连续监测。PH计对酸碱度的测量结果是在某个特定温度下的结果,这是因为溶液的PH值的测量结果随着温度的变化而发生改变,因此PH计对溶液PH值的测量必须考虑到温度的因素。

一.温度对PH计玻璃电极的影响

1.PH计常常会用到玻璃电极.玻璃电极的电位是和溶液温度成正比的,因此在温度升高时,PH计   玻璃电极的电位也会随之升高。PH计电极减少受温度影响的方法,是在电极标定使用温度范围   内,通过温度电极在转换器反馈电路中加以补偿。

2.PH计玻璃电极本身有很高的内阻,一般来说工业用的玻璃电极内阻会在500 MΩ以下,具体来   说PH计玻璃电极的内阻不仅和玻璃膜的厚度、成分有关,也和温度的高低有关,随着温度的降   低PH计玻璃电极的内阻也会增加。
  
3.PH计玻璃电极在高温环境下工作,敏感玻璃膜表面水化层中的可溶解部分会发生溶解,加速电   极的老化并影响电极的电位。PH计玻璃电极的老化周期是和溶液成分及溶液温度直接相关的。

二.温度对PH计参比电极的影响

1.PH计的参比电极在高温环境下工作时,流式可充式参比电极内部的氯化钾溶液会存在结晶析出  的现象,使得参比电极的液接电位不稳,并堵塞参比电极底部的陶瓷塞,而造成电解液无法渗  透到测量溶液中而阻断电通路。

2.PH计使用甘汞电极作为参比电极时,由于甘汞电极很容易受到温度变化的影响,因此PH计应当避免测量温度较高的介质或温度波动较大的介质。PH计若使用银-氯化银电极作为参比电极,则可承受较高温度的测量环境,对温度的变化也相对具有更好的稳定性。

三.温度对PH计测量精度的影响

1.对pH电极,温度的影响每一个pH为0.003pH/℃,例如一个0.2级的pH计,在30℃的pH7.00缓冲溶液中进行校准,然后测试60℃的溶液.假定溶液的pH范围在pH6~8之间与pH7.0相差一个pH单位,则温度影响的最大误差就是30×0.003=0.09pH。如是3个pH单位在pH4~ 10范围内最大误差就是0.27pH,从中可以看出温度对pH的影响是很在的。当然,我们也可以从中得出结论,为了减少温度对pH测量的误差,我们应该注意以下三点:
(1)尽量选择接近被测溶液pH值的缓冲溶液校准pH计
(2)尽量使校准溶液的温度与被测溶液的温度一致或接
(3)应该选择有温度补偿的pH计

精度高于0.1pH的pH计都有温度补偿调节,而0.2级的pH计就不带有温度补偿。有些0.2级的pH计也号称有0.1级的精度,其实这是不可能的,有人是将分辨率0.1pH和精度0.1pH这二个概念进行了混淆。即使以一个pH单位来说,相隔60℃的pH误差就是0.03×60=0.18pH,因此,没有温度补偿的pH计,最高的精度也只0.2pH。
                            
  因此,不管是手动温度补偿还是自动温度补偿,都不是很充分的。根据pH测量的操作定义,要想得到精密的测量结果,样品溶液与标准溶液应在相同和恒定的温度下测量,这就是等温测量原理。温度补偿能消除所有由温度引起的误差必须特别指出的是,pH计上设置的温度补偿,只是补偿电极的斜率项(2.303RT/F)。受温度影响的还有玻璃电极标准电势,参比电极电势,液接界电势等。它们与温度并非成严格的线性关系。同时pH电极也需要一定时间才能达到新温度下的平衡。对于一般精度要求的pH测量,样品溶液与标准溶液的温度不同时,可使用温度补偿。所以,以上由温度造成的一系列影响一般温度在0-100度以内的可以通过温度补偿来进行校正。

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