Главная arrow Тех. информация arrow Теоретические основы измерения рН
Теоретические основы измерения рН Печать E-mail
Величина рН является основным электрохимическим параметром контроля различных технологических процессов. Этот параметр служит мерой качества продукции, позволяет снижать время простоя производственной линии, помогает избегать быстрого износа оборудования и стоит на страже окружающей среды.

рН есть отрицательный логарифм активности ионов водорода: 

 

рН это отрицательный логарифм активности ионов водорода

 

Проще говоря, рН — это число, отражающее степень кислотности или основности раствора. Шкала возможных значений рН определяется диссоциацией воды: 

 

значение рН определяется диссоциацией воды


Активности продуктов реакции диссоциации связаны между собой через константу этого процесса:
Активности продуктов реакции диссоциации


которая примерно равна 10-14 при 25°С.

Очевидно, что возрастание активности ионов Н+ будет сопровождаться падением активности ионов ОН(и наоборот), при этом максимальное значение рН соответствует минимальной активности ионов Н+.

На сегодняшний день рН является основным параметром контроля различных технологических процессов. Он служит мерой качества продукции, позволяет снижать время простоя промышленной линии, помогает избегать быстрого износа оборудования и стоит на страже окружающей среды, поскольку все сточные воды должны иметь определенный уровень рН.

Предельные значения рН, используемые для контроля промышленных процессов, чаще всего являются эмпирическими. Ведь гораздо важнее поддерживать рН в рабочем диапазоне, нежели знать, почему именно этот диапазон является оптимальным.

В связи с этим оператору системы измерения рН важно знать, как правильно проводить измерения, как калибровать трансмиттер, как выявлять ошибки измерений и избегать их.

«Традиционная» измерительная ячейка состоит из стеклянного рН-электрода, электрода сравнения и температурного датчика. Все три этих компонента могут физически находиться в одном корпусе и быть составляющими комбинированного рН-электрода. Для защиты электрода при измерении рН на той или иной стадии производства используют специальные защитные корпуса. Полученный сигнал передается в трансмиттер, отображается на дисплее и передается на ЦПУ.

 

Зависимость наклона электродной функции от температуры

 

Зависимость наклона электродной функции от температуры


Необходимо помнить, что колебания температуры оказывают существенное влияние на измеряемое значение. С одной стороны, диссоциация воды, как и любое другое химическое равновесие, зависит от температуры. С другой стороны, подвижность ионов также является температурной функцией. Чтобы скомпенсировать зависимость работы комбинированного электрода от температуры анализируемой среды, используется термодатчик, внешний (подключен к трансмиттеру) или встроенный в электрод (Pt100 или Pt1000). Благодаря этому возможно использование функции автоматической температурной компенсации, быстро и просто устраняющей существенную ошибку измерения, которая может составлять единицы рН.

Здесь следует заметить, что необходимость компенсации полученных значений рН по температуре вызвана изменением наклона электродной функции.

Согласно закону Нернста
закон Нернста

отношение потенциала электрода к измеренному значению рН явным образом зависит от температуры (cм. график). Таким образом, измерительная система состоит из следующих частей — измерительной ячейки (электрода), температурного датчика, вторичного преобразователя (трансмиттера) и защитного корпуса.

После того, как электрод вступает в контакт с анализируемой жидкостью, его характеристики (нулевая точка и наклон калибровки) немного изменяются. Поэтому электрод (и, соответственно, трансмиттер) необходимо периодически калибровать по буферным растворам с точно известным значением рН.

Стабильность характеристик измерительной системы зависит от состава раствора и его температуры, поэтому защитный корпус электрода не только улучшает работу системы в целом и увеличивает срок ее службы, но и позволяет проводить очистку без прерывания промышленного процесса.
 
« Пред.
Вернуться