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标准集团讲述酸度计的基本构造

标准集团(香港)有限公司是一家提供材料测试仪器设备的综合供应商,创立于2003年,总部在中国香港,在上海设有分公司上海泛标纺织品检测技术有限公司,全面负责中国大陆地区的销售和售后服务,上海千实精密机电科技有限公司是其生产厂家,负责测试仪器的加工生产。

公司起步于纺织领域的开发,秉持专业、真诚、热情、高效的服务理念,全面贴近客户需求,获得客户高度认可。其后,为满足客户日益增长的需求,公司逐步拓展产品线,扩张至相邻的皮革、地毯、床垫、箱包、家具、玩具、非织造、包装材料等行业,随后,又延伸至过滤材料、燃烧及光学光谱等多个领域。主要经营的产品种类有:口罩检测仪器、防护服检测仪器、纺织及服装测试仪器,皮革及鞋材测试仪器,燃烧类测试仪器,玩具类测试仪器,汽车内饰测试仪器,土工布测试仪器,非织造无纺布测试仪器,过滤材料测试仪器,材料老化测试仪器,床垫箱包家具测试仪器以及其它相关测试设备。

目前酸度计种类、型号很多,但基本构造都相似,都主要由指示电极、参比电极、被测液、导线连接组成一个原电池装置,工作装置如下图所示。

1.参比电极
在工作电池中,电位恒定不变的电极称为参比电极。参比电极是决定指示电极电位的重要因素。的参比电极是标准氢电极,但于其制作比较麻烦,实际应用不多。常见的参比电极是甘电极和银-氯化银电极。
(1)甘汞电极是由汞(Hg)和甘汞的糊状物装入一定浓度的溶液中构成的。
甘汞电极(参比电极)的特点是电位值固定不变,其电极反应式如下:

电位在t=25℃时表达式为:

其中为标准甘汞电极电位值。由上式可知,当t一定时,甘汞电极的点位值取决于KC1溶液中CI-浓度。C1-汞电极中氯化钾溶液常用的浓度有三种,每种对应的甘汞电极的电极电位如下:

(2)银-氯化银电极
也是一种广泛应用的参比电极,它是将银丝表面镀上一层氯化银,侵入到用氯化银饱和的一定浓度的氯化钾溶液中,其电极反应为:

由上式可知,当l一定时,银-氯化银电极的点位置也取决于KC1溶液中的C1-浓度,银-氯化银电极中氯化钾溶液常用的浓度有三种,每种浓度对应的银-氯化银电极的电位如下:

2.指示电极
指示电极的电位随待测离子的浓度的变化而改变。为避免共存离子的干扰,要求指示电极对其响应离子应具有较高的选择性。另外,指示电极还应具有灵敏度高、测量浓度范围宽、响应速度快等特点。按结构和原理的不同,可将指示电极分为金属-金属离子电极、金属-金属难溶盐电极、惰性金属电极和离子选择性电极等。在直接电位法测定溶液pH中,常见的是离子选择性电极中的pH玻璃电极。
(1)pH玻璃电极的构造如图所示。它的主要部分是一个玻璃泡,泡的下半部为特殊材料组成的玻璃薄膜。膜厚为30~100μm。在玻璃泡中装有O.lmol/LHCl溶液作为内参比溶液(或称为内充液),内充液中插入一根银-氯化银电极作为内参比电极。内参比电极的电位是恒定的,与被测溶液的PH无关。玻璃电极作为指示电极,其作用主要在玻璃膜上。

(2)膜电位当玻璃电极作为指示电极浸人被测溶液时,玻璃膜处于内部溶液和试样溶液之间,这时跨越玻璃膜产生一电位差△EM,这种电位差称为膜电位,它与氢离子活度之间的关系符合能斯特公式:

(3)不对称电位由式可见,当ch试=ch内时,厶EM应为零。但实际上测量表明并不等于零,跨越玻璃膜仍存在一定的电位差,这种电位差称为不对称电位。当玻璃电极在水溶液中长吋间浸泡后,可使不对称电位达到恒定值,合并于式的常数K中。
(4)玻璃电极的电位玻璃电极具有内参比电极,通常是银-氯化银电极,其电位是恒定的,与待测pH无关。所以玻璃电极的电位值应是内参比电极和膜电位之和。
玻璃电极的优点是对H+有高度的选择性,使用范围广,不受氧化剂、还原剂影响,适用于有色、浑浊或胶态溶液的pH测定及具有响应快(达到平衡快)、不沾污试液的特点。但由于膜太薄,不能用于含F-的溶液,并且电极电阻高。玻璃电极的pH测量范围一般为1~10。当试液PH<1时,测量结果偏高,称为“酸差”。当试液pH>10时,测量结果偏低,称为“碱差”或“钠差”。

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