Измерительные электроды.

Используют ионоселективные электроды – стеклянные электроды.

Стекло – переохлажденная жидкость, состоящая из катионов щелочноземельного металла и анионов SiO₃.

Если тонкую пленку стекла поместить в раствор кислоты, то катионы Н⁺ этой кислоты из-за относительно высокой подвижности внедрятся в поверхность стекла и займут место щелочноземельного металла. Если тонкую пленк стекла поместить в щелочной раствор, то произойдет все наоборот.

П усть а и в – проекции стеклянной пленки, разделяющие растворы и с различными концентрациями Н⁺.

Если , то на поверхности а

на поверхности в

Рассмотрим процесс переноса Н⁺ из раствора в через стеклянную пленку.

На а: , т.е. окисляющая и восстанавливающая поверхности поменялись местами.

Общая работа:

Концентрацию раствора делают статичной, а раствор является анализирующим, поэтому:

Достоинства: стеклянный электрод может использоваться во всем интервале рН, не подвергается коррозии, не пассивирует.

Недостатки: у стеклянного электрода высокое омическое сопротивление (сотни МОм).

Кроме стеклянных электродов в качестве измерительных используют ионо-селективные электроды с твердыми и жидкими мембранами. Их применяют для измерения активной концентрации ионов Li, Ca, K, Na.

В качестве сравнительных используют электроды второго рода.

рН-метры.

Датчики рН-метров могут быть проточного или погружного типов.

Проточный – для измерения концентраций в линиях (трубопроводах).

Погружной – для измерения концентраций в отстойниках, смесителях.

Проточные нельзя использовать под избыточным давлением, а т.к. в трубопроводах есть избыточное давление, то среду отбирают из трубы.

Если среда вязкая, то может устанавливаться рубашка для подогрева корпуса, или для охлаждения, если среда высокотемпературная.

Погружные для защиты электродов закрывают кожухом. Высота трубчатого подвеса определяется высотой аппарта.

В качестве измерительных преобразователей используют усилители, охваченные глубокой отрицательной обратной связью по току.

т.к. K >> 1, поэтому

Эквивалентное входное сопротивление усилителя:

ЭДС электродной ячейки зависит не только от рН раствора, но и от его температуры.

П –изопотенциальная точка, в которой отсутствует температурная зависимость.

Аналитически:

Вместе с температурой меняется и крутизна характеристики.

Т емпературную составляющую можно устранить сдвинув начало отсчета или введя термометр.

- сдвинутый сигнал

Если приравнять и , то температурная составляющая исключается.

Электрокондуктометрические анализаторы.

Принцип действия основан на измерении концентрации растворов электролитов по их электропроводимости.

- для проводников

- для растворов электролитов

- удельная электропроводность

- определяется конструкцией ячейки

Методы измерения электропроводности растворов.

1. Методы постоянного тока.

2. Методы переменного тока.

В зависимости от рода контроля:

• контактные

• неконтактные

В зависимости от частоты напряжения питания:

• низкочастотные

• Высокочастотные

Контактные методы.

Измерения на постоянном токе не производятся из-за поляризации электродов. При переменном токе эти явления тоже есть, но они слабо выражены, а при частоте 2КГц они исчезают.

Самой малой поляризацией является Pl, а самой большой – Au.

Для исключения влияния поляризации на результат измерения используют четырехэлектродные ячейки.

R _Б – балластное сопротивление

Т₁ и Т₂ – токовые электроды

П₁ и П₂ – потенциальные электроды

С помощью крайних электродов пропускается ток и все поляризационные явления из-за них. С помощью внутренних измеряется потенциал и на них отсутствует поляризация.