pH酸度计培训课件

实验室pH（酸度）计JJG119-2005目录简介A原理B检定方法C数据处理D简介酸度计是一种常用的仪器设备,又名pH计。主要用来精密测量液体介质的酸碱度值,配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值，广泛应用于工业,农业,科研,环保等领域。该仪器也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证中的必备检验设备。酸度计能在0～14pH值范围内使用。pH计分类1、根据应用场合分类：笔式pH计；便携式pH计；实验室pH计；工业pH计。a笔式pH计主要用于代替pH试纸的功能，具有精度高、使用方便的特点。pH计分类b便携式pH计主要用于现场和野外测方式，要求较高的精度和完善的功能。pH计分类c实验室pH计一种台式高精度分析仪表，要求精度高、功能全，包括打印输出、数据处理等等。pH计分类d工业pH计用于工业流程的连续测量，不仅要有测量显示功能，还要有报警和控制功能，以及安装、清洗、抗干扰等等问题的考虑。pH计分类2、据仪器精度分类：可分为0.2级、0.1级、0.02级、0.01级和0.001级，数字越小，精度越高。3、根据读数指示分类：可分为指针式和数字显示式二种。4、根据元器件类型分类：可分为晶体管式、集成电路式和单片机微电脑式。pH计原理pH值的定义：pH值是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，在常温下，pH=7的溶液为中性溶液。原理酸度计的主体是精密的电位计。测定时把复合电极插在被测溶液中，由于被测溶液的酸度（氢离子浓度）不同而产生不同的电动势，将它通过直流放大器放大，最后由读数指示器（电压表）指出被测溶液的pH值。（原电池的电动势E=K’+(2.303RT/F)pH）pH计由三个部件构成：(1)一个参比电极；(2)一个玻璃电极，其电位取决于周围溶液的pH；(3)一个电流计，该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。参比电极参比电极：对溶液中氢离子活度无响应，具有已知和恒定的电极电位的电极。参比电极有硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等几种。最常用的是甘汞电极和银/氯化银电极。参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位，作为测量各种偏离电位的对照。玻璃电极玻璃电极：由玻璃支杆、玻璃膜、内参比溶液、内参比电极、电极帽、电线等组成。市场销售的最常用的指示电极是231玻璃pH电极。玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。电流计电流计的功能：将原电池的电位放大若干倍，放大了的信号通过电表显示出，电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度，为了使用上的需要，pH电流表的表盘刻有相应的pH数值；而数字式pH计则直接以数字显出pH值。复合电极目前使用最普遍的电极，复合了参比电极和玻璃电极这两种电极的功能，操作更加简易。pH复合电极主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界、电极帽、电极导线、插口等组成。使用1、预热：按下电源开关，仪器预热30分钟，然后对仪器进行标定。2、仪器的标定（两点标定）：a将复合电极洗干净，并用滤纸吸干后将复合电极插入一已知pH值的标准缓冲溶液中，温度旋钮调至标准缓冲溶液的温度，搅拌使溶液均匀。b调节定位旋钮使仪器读数为该标准缓冲溶液的pH值。c按照相同方法测另一标准缓冲液pH值，调节定位。使用3、测量pH值：将电极移出，用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后将复合电极插入待测溶液中，搅拌使溶液均匀，仪器显示的数值即是该溶液的pH值。具体使用按照相应说明书操作。拓展-pH试纸pH试纸是用于检验溶液酸碱度的“尺子”，也叫石蕊试纸。pH试纸上有甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝三种指示剂，他们在不同pH值的溶液中均会按一定规律变色。pH试纸按测量精度上可分0.2级、0.1级、0.01级或更高精度。pH试纸上有甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝这三种指示剂。甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝和酚酞一样，在不同pH值的溶液中均会按一定规律变色。甲基红的变色范围是pH4.4(红)--6.2(黄)，溴甲酚绿的变色范围是pH3.6（黄）--5.4（绿），百里酚蓝的变色范围是pH6.7(黄)--7.5(蓝)。用定量甲基红加定量溴甲酚绿加定量百里酚蓝的混合指示剂浸渍中性白色试纸，晾干后制得的pH试纸可用于测定溶液的pH值便不难理解了。计量性能要求1、电计示值误差由分度和非线性产生的示值误差，在量程范围内任一点上不应超过表一的规定。2、电计输入电流电计的输入电流不应超过表一的规定。3、电计输入阻抗引起的示值误差向电计输入相当于3pH单位的电位值，在电计输入端串联与未串联电阻R的情况下，产生的电计示值变化不超过表一的规定。计量性能要求4.电计温度补偿引起的示值误差在任一补偿温度下，当向电计输入与该补偿温度下相当于3pH单位的电位时，电计示值与实际值之差不超过表一规定。5.电计示值重复性电计示值重复性（单次测量的标准偏差）应不超过表一的规定。6.仪器示值总误差仪器示值总误差不超过表一规定。7.仪器示值重复性仪器的示值重复性（（单次测量的标准偏差）应不超过表一的规定。表1通用技术要求1、外观仪器外表面应光洁平整，色泽均匀。仪器个功能键应能正常工作，各紧固件无松动，显示应清晰完整。仪器铭牌应标明其制造厂名，商标、名称、型号、规格、出厂编号及出厂日期，铭牌应清晰。2、玻璃电极玻璃电极应无裂纹、爆裂现象，电极插头应清洁、干燥。3、参比电极参比电极内应充满溶液，液接界无吸附杂志，电解质溶液能正常渗漏（可用滤纸拭之或在一定时间内于盐桥口析出晶体）。计量器具控制计量器具包括首次检定、后续检定和使用中检验。1检定条件1.1检定的环境条件应符合表2的规定。1.2pH标准溶液，应使用经政府计量行政部门批准的pH有证物质。标准溶液的配置方法和pH值见相应的标准物质证书。0.001级仪器应用一级pH标准物质，其它级别的仪器使用二级pH标准物质。1.3pH计检定仪（以下简称检定仪）或直流电位差计等标准直流电位信号源，其准确度应高于被检电计测量准确度的（3～5）被。0.001级仪器应使用0.0006级的检定仪，其它级别的仪器可使用0.003级的检定仪。1.4在检定过程中，应使用高压绝缘输出接头、屏蔽线等。1.5温度计、温度范围为0～60ºC，测温误差应不大于0.1ºC。1.6检定0.1级及0.1级以下的仪器，取高阻器的阻值R为300MΩ，检定0.1级以上的仪器，R为1000MΩ。表2检定环境条件仪器级别室温/ºC相对湿度/%标准溶液和电计系统的恒定性/ºC干扰因素0.00123±3≤85±0.2附近无强的机械振动和电磁干扰0.0123±10≤85±0.20.0223±10≤85±0.20.123±15≤85±0.50.223±15≤85±1.0注：当使用直流电位差计检定0.001级仪器时，室温要求20±3ºC表3检定项目检定项目首次检定后续检定使用中检验外观检查＋＋＋电极检查＋＋＋电计示值误差＋＋－电计输入电流＋＋－电计输入阻抗＋＋－温度补偿器＋＋－电计示值重复性＋＋－仪器示值误差＋＋＋仪器示值重复性＋＋＋注：凡需检定的项目用“＋”表示，不需检定的项目用“－”表示电计示值误差的检定1.1pH示值误差检定按图1接好线路，开关K接通，高阻R短路。仪器温度补偿器调至25ºC（或温度补偿器某一中间的温度点）。根据仪器说明书校准仪器。然后用检定仪向电计输入标注信号pH输入，分别记下电计示值pH示值。重复测量二次（用输入增加或减少的方式各做一次），取示值平均值pH平均，按下式计算电计示值误差。ΔpH示值＝pH平均－pH输入图1检定原理图1.2mV示值误差的检定按图1接好线路，开关K接通，高阻R短路。将电计“pH-mV”选择开关置于mV档。调节检定仪，使其输出毫伏电位信号，输入要求，测量并记录电计读数。毫伏示值检定点为：±1、±2、±4、±10、±40、±80、±100、±200、±300、±400、±500、±600、±700、±800、±900，……±mV满量程（分别按输入增加和输入减少的方法各做一次）。分别计算电计示值mV平均（二次读数的平均值作为平均值）与相应输入值mV输入之差ΔmV：ΔmV＝mV平均－mV输入其|ΔmV|/mV满量程×100%均不超过表1的规定。1.3电计输入电流的检定仪器温度补偿至25ºC（或温度补偿器某一中间的温度点），调节检定仪，使其输出信号为pH7（或电计等电位pH值），记录高阻开关K接通或断开的情况下，电计示值的变化，重复测定三次，取平均值，安下式计算输入电流式中：|ΔpHI|——三次测量输入电流引起电计示值误差变化的平均值、绝对值；k——玻璃电极的理论斜率（见附录B）；R——串联电阻的阻值，Ω。1.4电计输入阻抗引起的示值误差检定按图1接好线路，开关K接通，高阻R短路。仪器温度补偿器放至25℃位置（或温度补偿器某一中间温度点），调节检定仪使其输出相当于pH等电位值+6pH单位的信号，记下电计示值pH1。开关K断开高阻R接通，调节检定仪，使其输出信号为pH7（或电计等电位值），调节仪器使其示值为pH7（或电计等电位值）。再调节检定仪使其输出相当于pH等电位值+6pH单位的电信号，并记下电计示值pH2。上述操作重复三次，取平均值，计算输入阻抗引起的误差。式中：△p𝐻阻抗——电计输入阻抗引起的示值误差；pH1,pH2——分别为电计示值的平均值。用同样的方法检定输入pH零电位值－6pH单位时，输入阻抗引起的误差,取和中较大者作为此误差。2、电计温度补偿器引起的示值误差的检定2.1电计手动温度补偿器引起的示值误差的检定按图1接好线路，开关K接通，高阻R短路。分别将温度补偿器放至25℃以外的刻度（根据需要选择包括温度补偿器两端在内的有标称的刻度点不少于5个），在每一检定点输入该温度下相当于pH等电位值+6pH单位的信号，记下电计示值。重复测定二次，取平均值。将平均值与电计标称值之差（）换算成3pH单位的：2.2电计自动温度补偿器引起的示值误差的检定按图1接好线路，开关K接通，高阻R短路。将温度探头放至恒温水浴槽中，将恒温水浴调温到25℃以外的温度（根据需要选择包括温度补偿器两端在内的有标称的刻度点不少于5个），在每一检定点输入该温度相当于pH等电位值+6pH单位的信号，记下电计示值。重复测定二次，取平均值。将平均值与电计标称之差（）换算成3pH单位的：不同级别pH（酸度）计温度探头测温误差应符合表1要求。2.3电计示值重复性检定按图1接好线路，开关K断开，高阻R接通，温度补偿器放至25℃，调节检定仪，使其向电计输入pH等电位值+3pH单位的信号，记下电计示值pHi。上述操作重复6次，以单次测量的标准差表示重复性。式中：s——单次测量的标准偏差；pHi——第i次测量的电计示值；𝑝𝐻——6次测量的pHi的平均值。2.4仪器示值误差的检定当待测溶液的pH值在（3~10）pH范围内，在仪器正常工作条件下，选用附录A表1中规定的B3，B4，B6，B7，B9号溶液中的3~5种溶液。仪器用一种标准溶液校准后（具有两点校准或多点校准式仪器，应该选用两种或多种溶液校准，校准溶液与测量溶液的pH之差以不超过3pH单位为宜），测量另一种标准溶液。重复“校准”和“测量”操纵三次，取平均值作为仪器示值，此示值与该溶液在测定温度下的标准值之差为仪器示值误差。2.5仪器示值重复性的检定仪器用标准溶液校准后，测量另一种标准溶液，重复“校准”和“测量”操纵6次，以单次测量的标准偏差表示重复性。计算公式与仪器示值误差的检定中相同。（此项目可结合仪器示值误差的检定进行）。检定结果处理检定合格的仪器，发给检定证书。检定证书上应给出各项检定结果和仪器级别。新生产的仪器必须全面符合表1规定方为合格仪器。使用中的和修理后的仪器，当电计检定符合本规程时，为电计合格；若使用该仪器原带电极进行配套检定超出本规程规定时，检定单位可以选用别的合格的电极重新进行配套检定。更换电极后配套检定合格的仪器仍为合格仪器，发给检定证书，但应将该仪器原