- •Общие сведения. Классификация методов и приборов для анализа состава и измерения параметров веществ
- •Кондуктометрический метод анализа
- •1. Основные понятия и физико-химические основы
- •2. Контактные кондуктометрические приборы
- •4. Бесконтактная высокочастотная кондуктометрия
- •3. Приборы для потенциометрических измерений
- •4. Температурная компенсация при измерении рН
- •1. Основные определения. Эквивалентные схемы замещения датчика
- •2. Методы и приборы для измерения диэлектрических характеристик веществ
- •1. Фотоэлектрические рефрактометры
- •2. Абсорбционно-оптический метод
- •3. Люминесцентный метод
- •4. Поляризационно-оптические методы
- •5. Фотоэлектрические нефелометры и турбидиметры
- •1. Физические основы метода
- •2. Газоанализаторы инфракрасного поглощения
- •3. Газоанализаторы ультрафиолетового поглощения
- •1. Дроссельные газоанализаторы
- •2. Струйные газоанализаторы
- •1. Кондуктометрические газоанализаторы
- •2. Кулонометрические газоанализаторы
- •3. Полярографические газоанализаторы
- •Методы определения микроконцентрации токсичных и взрывоопасных газов
- •1. Термохимические газоанализаторы
- •2. Пламенно-ионизационные газоанализаторы
- •3. Аэрозольно-ионизационные газоанализаторы
- •4. Фотоколориметрические газоанализаторы
- •Масс-спектрометрический метод анализа состава газов
- •1. Масс-спектрометр с разделением ионов в магнитном поле
- •2. Времяпролетный масс-спектрометр
- •Хроматографический метод анализа
- •1. Общие сведения. Физические основы метода
- •2. Газовый хроматограф и его основные элементы
- •1. Психрометрический метод
- •2. Метод точки росы
- •3. Сорбционные методы
- •1. Поплавковые плотномеры
- •2. Весовые плотномеры
- •3. Гидростатические плотномеры
- •4. Вибрационные плотномеры
- •5. Радиоизотопные плотномеры
- •1. Вискозиметры истечения (капиллярные вискозиметры)
- •2. Вискозиметры с падающим шариком
- •3. Ротационные вискозиметры
- •4. Вибрационные вискозиметры
4. Температурная компенсация при измерении рН
При изменении температуры контролируемого раствора электродный потенциал стеклянного электрода меняется вследствие изменения коэффициента RT/F в уравнении (1). Вследствие этого одной и той же величине рН при разных температурах раствора соответствуют различные значения ЭДС электродной системы.
Зависимость ЭДС электродной системы от рН и температуры представляет собой семейство прямых (рис. 9), пересекающихся в одной точке И. Эта точка соответствует величине рН раствора, при которой ЭДС электродной системы не зависит от температуры, поэтому точку пересечения указанных графиков называют изопотенциальной. Координаты изопотенциальной точки, обозначаемые ЕИ и рНи, являются важнейшими характеристиками электродной системы, которыми руководствуются при расчете схемы температурной компенсации рН-метра.
Электродная система в соответствии с зависимостью ЭДС от рН и температуры раствора, описывается уравнением
(9)
где Ех — ЭДС электродной системы в растворе с рНх; — крутизна характеристики электродной системы при 0 °С; — температурный коэффициент крутизны;t — температура раствора, °С.
Рис. 8. Схема рН-метра со статической компенсацией
Рис. 9. Зависимость характеристики стеклянных электродов от температуры
Рис. 10. Схема рН-метра с автоматической температурной компенсацией
Если прибор отградуировать при какой-либо одной температуре раствора и в дальнейшем при измерениях не учитывать изменений его температуры, то погрешность измерения может составить . Коррекцию показаний рН-метра при изменении температуры контролируемого раствора или, как принято говорить, температурную компенсацию выполняют как вручную с помощью переменного резистора, так и автоматически (с помощью термометра сопротивления). Коррекцию усложняет нестабильность изопотен-циальной точки электродных систем с изменением температуры, а также различие в положении изопотенциальной точки для разных электродных систем. Это вызывает усложнение измерительных схем и включение дополнительных стабилизированных источников питания.
На рис. 10 приведена схема рН-метра с автоматической температурной компенсацией, воспроизводящая зависимость (9). В качестве датчика температуры использован термометр сопротивления Rt. Схема выполнена в виде двойного моста. Питание измерительной схемы осуществляется от двух стабилизированных источников напряжения. Напряжение, компенсирующее ЭДС электродной системы, складывается из напряжения на участке АВ и напряжения в диагонали ВС наружного моста:
Схема регулируется резистором так, чтобы напряжение на участкеАВ было равно ЕИ. Тогда, если Ех = ЕИ, в момент баланса ЕВС = 0. Естественно, что если напряжение ЕВС в диагонали наружного моста равно нулю, то оно не зависит от напряжения питания наружного моста, т. е. от напряжения между точками М и N. Подавая на вход прибора сигнал, равный ЕИ, с помощью резистора R можно добиться такого положения, чтобы баланс (ЕВС = 0) наступал, когда указатель прибора, перемещаемый реверсивным двигателем, останавливается против отметки шкалы, соответствующей величине рН, равной рНИ. Реверсивный двигатель одновременно перемещает и движок КПР Rp. Если на вход поступает сигнал Ех и Еи, то напряжение Ех = ЕИ, необходимое для достижения баланса, снимается с диагонали ВСнаружного моста. Это напряжение зависит от напряжения питания наружного моста EMN. В свою очередь, EMN зависит от сопротивления термометра Rt. Параметры обоих мостов и термокомпенсатора подобраны таким образом, чтобы напряжение между точками В и С подчинялось уравнению .
ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА