13 Потенциометрический метод
В технике концентрацию водородных ионов принято характеризовать отрицательным лагорифмом концентрации (Н+), водородный показатель рН. Причем рН=7, среда нейтральная; рН<7, среда кислотная; рН>7, щелочная. Наиболее точный метод измерения рН это метод на законе Нернста.
Сущность метода: при погружении металлического электрода в раствор на его поверхности возникает потенциал зависящий от активной концентрации ионов в растворе. Измерить потенциал на прямую нельзя, измеряем косвенным методом: по ЭДС гальванического элемента из 2-х электродов (один измерительный, другой сравнительный). Вся система наз-ся гальвоническим элементом. Рассмотрим гальванический элемент с 2-мя электродами на рис 1.
1-Измерительный электрод; 2-Сравнительный электрод; 3- Измеряемая среда; Е-потенциал; Еи-потенциал измерительного электрода.
Еи изменяется в зависимости от Н; Еср остается постоянным и не зависит от Н.
ЧЭ потенциометра на рис 2.
Корпус стеклянная трубка (2) к нижнему концу припаена мембрана (1) из специального стекла. Трубка сверху закрыта пробкой (5), полость трубки заполнена жидкостью (4) в жидкость помещен внутренний электрод (3) из серебряной проволки, покрытая Ag CL.
На рис 3 – сравнительный электрод.
Теклянный корпус (1), внутри серебряный электрод (2), помещенный в раствор (3), постоянный потенциал обеспечивается избытком хлористого серебра в виде пасты (4). В которой эластичные резиновые мембраны (5) предохраняют от попадания внутрь постоянных ионов из жидкости. Электрический контакт происходи между жидкостью и раствором хлористого калия через зазоры между корпусом (1) и мембранами (5). ЧЭ анализаторов явл. измерительный электрод. Влияющая величина: температурная погрешность.
14 Средства измерения растворенный в воде примесей.
Присутствие кислорода в воде вызывает коррозию внутренней поверхности водяного тракта. Приборы наз-ся кислородомерами и применяется кондуктометрические методы измерения. Принцип работы кислородомера основан на окисоении металлического талия кислородом с образованием гидроокисли талия. Гидроокисль таоия сильный электролит. Схема на рисунке 1
Прибор состоит (2), (5), (6)-первичные преобразователи, блока чувствительных элементов ИП, нормирующего преобразователя (10), ВП (11). ПП содержит талиевую колонку (2) и кондуктометрические ячейки (5), (6). Блок чувствительного элемента состоит из ячейки (5), электролизера (4) генератора кислорода. Работа прибора: вода поступает на фильтр (1), далее пройдя на талиевую колонку (2) проходит через фильтр (6). Электропроводность измеряется ячейками (5) и (6) до и после колонки, сигналы от ячейки поступают на ИП (9) после нормирования в (10) электрический сигнал поступает на ВП. Ячейка (7) служит для контроля работы талиевого фильтра , ратометр (8) служит для контроля расхода воды. Электролизер (4) служит для проверки работоспособности (настройки прибора). В талиевую колонку подается эталонное кол-во кислорода которое контролируется прибором (12), работающего от блока питания (13).
Погрешность ±6%.
Недостатки: большая погрешность, токсичность талия.
Наиболее распространенные промышленные кислородомеры:
1. АК – 300 диапазон измерения 0-30 , в качестве нормирующего преобразователя П1М 0-5 мА, ВП КСУ2.
2. АКП диапазон от 0-100 мкг/кг, приведенная погрешность ±8%.
3. АНКАТ 7655. Электрод свинцовый, диапазон измерений : 0-50 мкг/дм3,γ=±15%; 0-100 мкг/дм3,γ=±10%; 0-1000 мкг/дм3,γ=±5%;
Рассмотрим прибор применяемый на АЭС кислородомер.
Принцип базируется на принципе ячейке Кларка. Мембрана которая пропускает кислород изолирует электроды от измеряемой пробы, поэтому другие ионы не мешают проведению измерению не проникают, пропускают только кислород.