ph分析仪检测原理
pH分析仪是一种用于精确测量溶液酸碱度值的仪器,其检测原理基于电化学原理,特别是玻璃电极法。本文将详细探讨pH分析仪的工作原理、核心部件及其在科学、工业和环境监测等领域的应用。
工作原理
pH分析仪的工作原理基于原电池的电动势与溶液中氢离子浓度的关系。根据能斯特方程,原电池的电动势与电极的自身属性及溶液中的氢离子浓度有关。当玻璃电极浸入溶液中时,电极内部的参比溶液与外部待测溶液之间会产生一个电位差。这个电位差与溶液中的氢离子浓度成正比,通过测量这一电位差并将其转换为pH值,即可反映出溶液的酸碱度。
核心部件
pH分析仪内部通常包含两个核心部件:玻璃电极和参比电极。
玻璃电极:由特殊玻璃材料制成,内部含有能导电且能渗透氢离子的电极液。当玻璃电极浸入溶液中时,溶液中的氢离子会与电极液中的离子发生交换,导致玻璃电极内外产生电势差。这种电势差反映了溶液的pH值。
参比电极:提供一个已知电位的参照点,确保测量结果的准确性和可重复性。参比电极通常使用银/氯化银电极,其电位通过饱和氯化钾溶液实现恒定。
应用领域
pH分析仪在多个领域均有广泛应用,包括但不限于:
实验室:在化学、生物和医学实验室中,pH分析仪用于精确测量溶液的酸碱度,确保实验条件的准确性和可重复性。
水质监测:在水处理和环境监测领域,pH分析仪用于监测水体的酸碱度,确保水质符合相关标准和规定。
食品加工:在食品加工过程中,pH分析仪用于监测食品的酸碱度,确保食品的安全性和品质。
优点与局限性
pH分析仪具有高精度、快速检测和简便操作等优点。然而,其价格相对较高,对样品的要求较为严格,且电极易受污染,需要经常进行清洗和维护。
pH分析仪是一种基于电化学原理的精密仪器,通过测量溶液中的氢离子浓度来确定溶液的酸碱度。其核心部件包括玻璃电极和参比电极,具有高精度、快速检测和简便操作等优点。在实验室、水质监测和食品加工等领域,pH分析仪发挥着重要作用。然而,其价格较高且电极易受污染,需要在使用时注意维护和保养。
以下介绍科创星光自主研发生产的ph分析仪,仪器特点如下介绍:
仪器原理
仪器采用电位式分析方法,主要由测量电池和高阻毫伏计(或离子计)两部分组成。原电电池由测量电极(指示电极)、参比电极和被测液构成。参比电极的电极电位不随被测溶液浓度的变化而变化,指示电极对被测溶液中的待测离子很敏感,其电极电位与待测离子活度呈一定的函数关系,所以原电池的电动势与待测离子的活度有一一对应关系,可见,原电池的作用是把难以直接测量的化学量(离子活度)转换成容易测量的电学量(测量电池的电动势)。非标准状态下的电极电位与溶液中离子的活度及温度之间的关系由能斯特方程来描述:
式中 E——平衡电极电位,V;
Eo——标准电极电位,V;
n——得失的电子数;
F——法拉弟常数,96485C/mol;
R——气体常数,8.314J/(mol·K);
T——热力学温度,K;
a氧化态——氧化态物质的活度,mol/L;
a还原态——还原态物质的活度,mol/L.,纯固体的活度为1,气体用气压表示。
技术参数
显 示: 320X240 彩色触摸屏;
测量范围: (0.001~14.00)pH;
示值误差: ±0.02pH;
分 辨 率: 0.001pH;
输入阻抗: ≥ 1×1012Ω;
重 复 性: ≤ 1%;
稳 定 性: ±1%F.S/4h;
响应时间: T90 <1min(25℃);
测温范围: (0.0~99.9)℃;
温补范围: (0.1~60.0)℃(手动或自动);
水样温度: (5~60)℃;
环境温度: (5~45)℃;
环境湿度: ≤ 90%RH(无冷凝);
供电电源: AC220V 50Hz;
功 率: <1W;
外型尺寸: 160mm×130mm×60mm;(主机)
重 量: 1kg;
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