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酸堿度測量的基本原理基礎(chǔ)

時間 : 2021-10-22 13:56:37 閱讀 : 114

什么是酸堿度？酸堿度是拉丁文“龐度氫”(Pondus hydrogenii)的縮寫(pontus=壓力，pressure hydrogenium=氫)，用于測量物質(zhì)中氫離子的活性。這種活性與水溶液的酸性、中性和堿性直接相關(guān)。水是化學(xué)中性的，但不含離子。即使是化學(xué)純水也有輕微的離解:嚴(yán)格來說，氫原子核在與水分子水合之前并不處于自由狀態(tài)。

H2O·H2O=H3O·奧黑因氫離子濃度(H3O)相當(dāng)于氫離子濃度(H)，上述公式可簡化為以下常用形式:H2O=奧黑正氫離子，在化學(xué)上表示為“H離子”或“氫核”。水合氫離子被稱為“水合氫離子”。負(fù)氫氧根離子被稱為“氫氧根離子”利用質(zhì)量作用定律，可以找到一個平衡常數(shù)來表示純水的離解:k=H3O× OH-——3354H2O。由于只有非常少量的水被離解，水的摩爾濃度實際上是一個常數(shù)，平衡常數(shù)k可以用來計算水的離子積KW。千瓦=鉀* H2O千瓦=H3O羥基-=10-7.10-7=10-14摩爾/升(25℃)，即對于一升純水，在25℃存在10-7摩爾H3O離子和10-7摩爾羥基離子。在中性溶液中，氫離子和氫氧根離子的濃度都是10-7摩爾/升。例如，如果有過量的氫離子，溶液是酸性的。酸是在水溶液中釋放氫離子的物質(zhì)。類似地，如果OHER離子被釋放，溶液是堿性的。因此，給定的氫值足以表明溶液的特性，無論是酸性還是堿性。為了避免使用分子濃度的負(fù)鬼指數(shù)進(jìn)行計算，生物學(xué)家索恩森(Soernsen)在1909年建議用對數(shù)代替這個不方便的值，并將其定義為“酸堿度”。數(shù)學(xué)上，酸堿度定義為氫離子濃度的常用對數(shù)負(fù)值。也就是說，酸堿度=-對數(shù)[。作為醉的基本污水指標(biāo)，酸堿度勢必成為供需熱點，這對于E-1312 pH電極等眾多的美國BroadleyJames制造商來說是一大好處。美國BroadleyJames作為一家老牌的E-1312pH電極制造商，必將為中國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們生產(chǎn)的美國BroadleyJames經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確。廣泛應(yīng)用于環(huán)保污水監(jiān)測和各級污水處理工藝中。因此，該酸堿值是基于10的離子濃度對數(shù)的負(fù)數(shù):改變50m3水的酸堿值需要500升漂白劑從pH2到pH3。然而，從pH6到pH7只需要50L漂白劑。酸堿度測量有多種方法，包括化學(xué)法分析、試紙法和電位法。主要介紹電位法測得的酸堿度。電位分析法中使用的電極稱為原電池。一次電池是一個系統(tǒng)，它的功能是將化學(xué)反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為電能。這種電池的電壓叫做電動勢。這種電動勢(EMF)由兩個半電池組成，其中一個被稱為指示電極，其電勢與特定的離子活性有關(guān)，如氫；另一半電池是參比半電池，通常稱為參比電極，其通常與測量溶液連通，并與測量米連接。例如，電極由插入含銀離子的鹽溶液中的銀線制成。在導(dǎo)線與溶液的界面處，由于銀離子在金屬和鹽溶液兩相中的不同活性，形成了離子的充電過程，并形成了一定的電位差。失去電子的銀離子進(jìn)入溶液。當(dāng)沒有外部電流用于反向充電時，即沒有電流時，該過程zuiz終將達(dá)到平衡。處于這種平衡狀態(tài)的電壓稱為半電池電位或電極電位。這種(如上所述)由金屬和含有這種金屬離子的溶液組成的電極稱為*電極。該電勢的測量是相對于參考電極的，該參考電極的電勢與鹽溶液的組成無關(guān)。這個具有獨立電勢的參比電極也被稱為第二電極。對于這樣的電極，金屬線都被一層微溶的金屬鹽(例如銀/氯化銀)覆蓋，并被插入到含有金屬鹽陰離子的電解質(zhì)溶液中。此時，半電池電位或電極電位的大小取決于該陰離子的活性。兩個電極之間的電壓遵循能斯特公式(NERNST formula):在該公式中，e-電位E0-待測離子的標(biāo)準(zhǔn)電壓r-氣體常數(shù)(8.31439焦耳/摩爾和℃)、t-開爾文溫度(例如，20℃相當(dāng)于(273.1520)293.15千伏安)、f-法拉第常數(shù)(96493庫侖/當(dāng)量)n-化合價(銀=1，氫=1)in(aMe)-離子活性的對數(shù)標(biāo)準(zhǔn)氫電極AmE 電極通過溶解的氯化銀對氯離子濃度的變化做出反應(yīng)。該參比電極的電極電位通過飽和kcl貯庫(例如3mol/l kcl)保持恒定。液體或凝膠形式的電解質(zhì)溶液通過隔膜與測試溶液連通。使用上述電極組合銀電極和銀/氯化銀參比電極可以獲得測量薄膜顯影液中的銀離子含量。也可以用鉑或金電極代替銀電極，氧化還原電位為測量。例如，某些金屬離子的氧化階段。嘴常用的酸堿度指示電極為玻璃電極。它是一種玻璃，一端呈泡沫狀，吹成對酸堿度敏感的玻璃膜。試管中裝有3毫升/升氯化鉀緩沖溶液，其中含有飽和氯化銀，酸堿度為7。使用銀/氯化銀傳導(dǎo)系統(tǒng)，例如第二電極，導(dǎo)出存在于玻璃膜兩側(cè)的反射酸堿度的電位差。酸堿度復(fù)合電極和酸堿度固體電極。電位差遵循能斯特公式:值E0、R、T(298.15K，即25℃)被代入上述公式，得到:E=59.16mv/25℃，每酸堿度(公式中l(wèi)n(H3O)已轉(zhuǎn)換為酸堿度)，其中R和F為常數(shù)，N為化合價，每個離子都有其固定值。氫離子N=1。作為一個變量，溫度“t”在能斯特公式中起著重要作用。隨著溫度的升高，潛在的價值將會增加。溫度每升高1℃，電位變化為0.2毫伏/小時，用酸堿度表示時，在1℃時，酸堿度變化為0.0033毫伏/小時。也就是說，對于20 ~ 30℃和7pH左右的測量，溫度變化不需要補(bǔ)償；對于溫度為30℃或20℃且酸堿度為8或6的應(yīng)用，必須對溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償。工業(yè)酸度計是常用的工業(yè)儀器設(shè)備，主要用于測量液體介質(zhì)的精密酸度計。以及安裝、清潔、抗干擾等問題

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