PH計之斜率補償

2021-09-22 05:19:23 字數 2052 閱讀 9577

ph計一般不帶溫度補償,而溫度對強酸、強鹼的ph值影響比較大,對偏中性的溶液影響不大。

這裡的溫度補償有兩種含義:補償溶液、補償斜率。

一、補償溶液。

由於水的電離受溫度影響,所以不同的溶液的ph值受溫度影響的程度不同,需要查表才能補償。

二、補償斜率。

1、理論斜率。

這裡的斜率是由能斯特方程得到的(方程的具體推導過程請參考《電化學》)。

上式中,t為攝氏度。

r是理想氣體常數,等於8.314570j.k-1.mol-1。

t是溫度,單位開,t=273.15+t。

f是法拉第常數,1f等於96485c.mol-1。

n是半反應式的電子轉移數,單位mol,對於氫離子,n=1。

e為被測溶液的電壓,e0為等電勢點,單位均為伏,v。

但是,利用上式做斜率補償時,發現溫度對ph值影響很大,跟理論值相差甚遠。

後來發現以下公式是正確的。

原因是:由lgx變成lnx,在lgx的基礎上乘以ln10,約為2.30259。

也就是說需要把k的lg換成ln,就在k的基礎上乘以2.30259。

2、實際斜率與等電勢點。

溫度一定時,測量標準緩衝溶液ph1=6.86,記錄電壓e1,再測量ph2=4.00,記錄電壓e2,利用下式計算實際斜率。

利用下式計算等電勢點。

計算斜率誤差

kdelta = k實際 - k理論。

把kdelta和e0儲存在微控制器中,測量時再取出來使用。

三、計算實際ph值。

上式中的k是k實際 = k理論 + kdelta。k理論=-(2.30259*r*t)/f,此處的t可由防水型的ds18b20測得。

e為被測溶液的電壓值。

這就完成了斜率補償。

四、注意事項。

1、每次測量前都先校正一次。也就是先用兩種標準緩衝溶液(一般使用6.86和4.00的溶液)得到kdelta和e0,再利用這兩個值來計算實測的ph值。

2、復合電極有兩個地方有溶液。擰開蓋子,蓋子上的溶液為保護溶液,是ph=7.00的kcl溶液;電極杆內部也裝有溶液,這個溶液叫外參比溶液,一般是kcl,買電極時,有一小白瓶裡面裝有白色粉末的就是kcl粉末,加上20ml水就可以使用了。保護溶液和外參比溶液都是必須要有,不能乾掉,否則電極測量出的值不准

3、一般購買的標準緩衝溶液只是一包粉末,可以買一些250ml的小瓶子來兌出標準緩衝溶液。

4、25攝氏度折算。將當前溫度下的ph值換算到25攝氏度下的ph值,而其它條件不變。制定乙個統計的參照標準,便於驗證。

5、在微控制器計算時,需要把浮點數擴大10000倍,再儲存於eeprom中,取出時,再除以10000倍即可。

五、參考資料

標準緩衝液ph值與溫度對照表

基於微控制器aduc845的ph計的設計

六、本文使用的電極。

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