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[电化/生化] 关于酸度计等电位的请教

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刘彦刚 发表于 2010-4-29 16:54:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

在上海精科pHSJ-3F型酸度计说明书上看到:“测量一般水溶液的pH测量选用等电位点pH7.00;测量纯水和超纯水溶液的pH测量选用等电位点pH12.00;测量含有氨水溶液的pH测量选用等电位点pH17.00。”

这与我原有对等电位点的认识相矛盾!我原以为对于特定的离子,不同温度下测得E=fpX)曲线的交点就是等电位点,它只与离子种类有关。如pH等电位点为pH7.00pNa等电位点为pNa2.00。而现在说对于H+离子活度的负对数值的等电位还可以选用,不能理解!甚至怀疑是否错了!

恳请高手指教,为什么会是这样!

 楼主| 刘彦刚 发表于 2010-5-3 10:42:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 刘彦刚 于 2010-5-3 10:45 编辑

回复 7# ofooo


   

虽然根据输入电流计算公式:I=ΔpH*k/R*10-3(其中ΔE=ΔpH*k),这个公式与输入阻抗计算方法没什么区别,所以我也看不出两者本质的区别和意义,最多是检定步骤上有所不同。”



    但是两者生成的原因不同,或者说本质不同。酸度计规程中“输入电流”是指:当电计输入为零时,由于其输入端元件的失调生成的电流,在串入高阻上生成的压降(即电压),是先有电流,后有电压,再换算成电流;而电工电子学中的输入电流,在我们酸度计检定的原理图中是指:当在电计的输入端施加电压时,由于该电压导致的流经电计的电流,该电流等于该电压除以电计的输入阻抗,对于该输入电流是是先有电压,后有电流,如果没有外施的电压就没有该电流。而酸度计规程中的“输入电流”就不同,即使没有外施的电压,仅仅是在电计的输入端串接一个高阻,该电流就出现了。

“但是对于检定输入阻抗时,输入阻抗后先调定位,再输入pH+6的意义何在,我不太理解,不知道您是怎么想的?”
   
之所以“输入阻抗后先调定位,再输入pH6”,就是要在串入高阻后,还没有施加电压之前(即没有输入pH6之前),先将零输入电流”在串入高阻上产生的压降消除掉(即定位为pH7.00),之后再加电压(即输入pH+6),才能真正反映出电计输入阻抗的大小。

是的“如果在输入阻抗后,分别在定位和调斜率”,就反映不出电计输入阻抗的大小,而误认为电计的输入阻抗无穷大。

而你说的“我觉得此时阻抗对测量的影响就可以抵消了,因为我认为酸度计的实际测量过程是:ΔpH=ΔE*(pH2-pH1)/(ΔE2-ΔE1),其中pH2和pH1为校准的量标准溶液点,如果此时有阻抗,则电计实际分压为ΔE=ΔE总*r/(r+R),这在计算ΔpH时,上下式可抵消,即只要校准是在阻抗条件下进行的,则测量也能得到准确值。”
很是值得思考,当然我们可以肯定的是:当被测的溶液正好等于标准溶液的pH值,则电计输入阻抗的大小完全不影响测量的结果,当被测的溶液不正好等于标准溶液的pH
值,好象还是有影响吧?
   

作为电子测量仪器(我们这里的电计),人们都希望它输入阻抗高,这样才能对其信号源(由电极与被测溶液构成的电池)影响小。如果说因我们上述的推理可以证明:规程中的输入阻抗的检测没有意义,还是不好说。您能接受吗?

当然我对规程也有一些不同的看法,这也是我写上述该文的原因。但这样的文章,出自我这样的小人物之手,自然是难登大雅之堂,注定是要被退稿,而只能是在《计量与测试技术》发表。

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 楼主| 刘彦刚 发表于 2010-5-2 09:41:01 | 显示全部楼层
Ofooo:
你好!我也从网上找到了一资料(见附件),真的是正如你所说,等电位随不同种类的电汲而不同,看来上海精科的PHSJ-3F说明书,只是说得精炼了些。言下之意:测量一般水溶液的pH,应选择测量选用65-1型玻璃电极,其等电位点pH7.00;测量纯水和超纯水溶液的pH,应选用不同的对应电极,其等电位点为pH12.00;测量含有氨水溶液的pH,则应另一不同的对应电极,其等电位点为pH17.00。

附件:玻璃电极的输出电动势与pH和温度有关.从图4可知测量元件电动势不仅随pH值变化而变化,并与温度有关。通过计算,温度每改变1℃时,电动势E要改变0.2mV,温度升高电动势增大,温度下降时则减小。电动势和pH关系的直线斜率 与温度亦有关,但这些直线均相交于O点,称为等电位点或固定电动势点,这一点随不同种类的电汲而不同。65-1型玻璃电极的等电位点在pH=7±1处,65-A型复合电极的等电位点在pH=2±1处,由于等电位点与零电位相近,所以,上述两种电极的零电位分别也为7±1 pH和2±1 pH处。 来源:东海仪表网

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ofooo 发表于 2010-5-2 13:46:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 ofooo 于 2010-5-2 13:52 编辑

回复 2# 刘彦刚
根据pH计的原理
E=Eo+(RT/F)pH
零电位点的不同是由于参考电位Eo不同引起的,而不论什么电极其斜率应该都是相同为RT/F
但是目前我还接触过你说的另外几种电极,所以也不知道它们那么设计的意义何在。
还有,你说的酸度计输入电流的误差意义我不太清楚,能否解释一下,毕竟没怎么接触过电学仪器,对这些术语和意义不是很理解,网上也没搜索到满意的答复
 楼主| 刘彦刚 发表于 2010-5-2 16:57:03 | 显示全部楼层
图1 检定原理图.rar (3.21 KB, 下载次数: 73) 好的,我将我的关于酸度计术语一文贴于此,请你指导一下,应该能对酸度计中的“输入电流”有些了解。 酸度计规程中术语的探讨.rar (19.91 KB, 下载次数: 87)
ofooo 发表于 2010-5-2 23:34:54 | 显示全部楼层
回复 4# 刘彦刚

sorry,可能我比较笨,看了以后还是没有明白输入电流的检定意义和输入阻抗有什么差别,能否用更通俗的例子解释一下?
 楼主| 刘彦刚 发表于 2010-5-3 08:11:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 刘彦刚 于 2010-5-3 08:14 编辑

回复 5# ofooo


   

Ofooo

你好!

要说对不起的是我,因为我没有注意到文中并没有说:输入电流的检定意义和输入阻抗有什么差别。只是说了酸度计规程中“输入电流”是指:“当电计输入为零时,由于其输入端元件的失调电流在串入高阻上的压降,并换算成电流。我们要求该性能指标的目的:希望零输入时的失调电流尽可能小,使得当电计在接有电极时,上述失调电流在电极上形成的压降尽可能小。”并指出:“根据上述分析,我们认为电计在零输入时的失调电流,称之为电计零输入电流更贴切些。”

而电工电子学中的输入电流,在我们酸度计检定的原理图中是指:当在电计的输入端施加电压时,由于该电压导致的流经电计的电流,该电流等于该电压除以电计的输入阻抗。可见此“输入电流”与“电计的输入阻抗”之间存在函数关系:输入电流小即说明输入阻抗高,输入电流大即说明输入阻抗低。对于该“输入电流”,如果检了“输入电流”,又检“输入阻抗”,自然是无意义的重复。而酸度计规程中的“输入电流”(我建议称“零输入电流”的)与“电计的输入阻抗”没有函数关系,所以规程规定:检了“输入电流”(我建议称“零输入电流”的),还要检“电计的输入阻抗”(当然规程是用“输入阻抗引起的示值误差”来体现)。 图1 检定原理图.rar (4.09 KB, 下载次数: 20)

ofooo 发表于 2010-5-3 08:33:54 | 显示全部楼层
回复 6# 刘彦刚


  根据输入电流计算公式:I=ΔpH*k/R*10-3


ΔE=ΔpH*k


这个公式与输入阻抗计算方法没什么区别,所以我也看不出两者本质的区别和意义


最多是检定步骤上有所不同。但是对于检定输入阻抗时,输入阻抗后先调定位,再输入pH+6的意义何在,我不太理解,不知道您是怎么想的?


如果在输入阻抗后,分别在定位和调斜率,我觉得此时阻抗对测量的影响就可以抵消了,因为我认为酸度计的实际测量过程是:ΔpH=ΔE*(pH2-pH1)/(ΔE2-ΔE1)


其中pH2和pH1为校准的量标准溶液点,如果此时有阻抗,则电计实际分压为ΔE=ΔE总*r/(r+R),这在计算ΔpH时,上下式可抵消,即只要校准是在阻抗条件下进行的,则测量也能得到准确值


您意见如何?
ofooo 发表于 2010-5-3 19:37:16 | 显示全部楼层
回复 8# 刘彦刚


    这次终于明白了输入电流的意义,谢谢!记得没错的话,在电计部分的电路图除了有一内在r外,还有一个电容器

    当初没弄明白电容器的意义,现在有点明白了。是不是在零电压时,输入阻抗时,引起电容器上电荷转移产生电流?就如您说的,电流和电压存在谁先产生的问题。
 楼主| 刘彦刚 发表于 2010-5-4 05:57:47 | 显示全部楼层
回复 9# ofooo


    是哦!如果真的只有纯电阻的话,就不能称为阻抗了!
pdegui 发表于 2012-5-25 15:39:27 | 显示全部楼层
把附件下来看看
plge 发表于 2014-8-13 11:09:36 | 显示全部楼层
回复 1# 刘彦刚


    测量纯水,考虑对纯水溶液的温度系数进行补偿。
二月雪 发表于 2015-4-30 11:24:01 | 显示全部楼层
请问楼上的老师,酸度计检定中高阻不合格,那在客户实际使用时有何影响?
阡陌 发表于 2019-2-2 08:37:23 | 显示全部楼层

大神啊,理解的很深奥,学习了
Mosquito-plus 发表于 2019-9-18 23:13:04 | 显示全部楼层
感谢各位大神的指导
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