PH計(jì)原理級(jí)別準(zhǔn)度
原理
“pH"中的“p"來(lái)自德語(yǔ)Potenz,意思是濃度,H(hydrogenion)代表氫離子,用來(lái)量度物質(zhì)中氫離子的活性。這活性直接關(guān)系到水溶液的酸性、中性和堿性。水在化學(xué)上是中性的,但不是沒(méi)有離子,即使化學(xué)純水也有微量被離解:嚴(yán)格地講,在與水分子水合作用以前,氫核不是以自由態(tài)存在。
2H?O≒H?O? + OH?,由于水合氫離子(H3O+)的濃度是與氫離子(H+)濃度等同看待,上式可以簡(jiǎn)化成下述常用的形式:
H?O≒H? + OH?
此處正的氫離子,人們?cè)诨瘜W(xué)中表示為“H+離子"或“氫核"。水合氫核表示為“水合氫離子"。負(fù)的氫氧根離子稱(chēng)為“氫氧化物離子"。
利用質(zhì)量作用定律,對(duì)于純水的離解可以找到平衡常數(shù)加以表示:
K=H3O+×OH-————H2O
由于水只有少量被離解,因此水的質(zhì)量摩爾濃度實(shí)際為常數(shù),并且有平衡常數(shù)K可求出水的離子積KW。
KW=K×H2O KW= [H3O+]·[OH-]=10-7·10-7=10-14mol/L(25℃)
也就是說(shuō)對(duì)于升純水在25℃時(shí)存在10-7摩爾H3O+離子和10-7摩爾OHˉ離子。
在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10-7mol/L。如:
假如有過(guò)量的氫離子H+,則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H+游離的物質(zhì)。同樣,如果使OHˉ離子游離,那么溶液就是堿性的。所以,給出H+值就足以表示溶液的特性,呈酸性還是堿性,為了免于用此分子濃度負(fù)冪數(shù)行運(yùn)算,生物學(xué)家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數(shù)值用對(duì)數(shù)代替,并定義為“pH值"。數(shù)學(xué)上定義pH值為氫離子濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值。即pH=-lg[H+]。
級(jí)別準(zhǔn)度
酸度計(jì)的級(jí)別和儀器的準(zhǔn)確度是不同的兩個(gè)概念,儀器級(jí)別與其準(zhǔn)確度并不*致。酸度計(jì)的級(jí)別是按其示器(簡(jiǎn)稱(chēng)電計(jì))的分度值(分辨率或小顯示值)表示的,例如:分度為0.1pH的儀器稱(chēng)為0.1級(jí)儀器;小顯示值為0.001pH的儀器稱(chēng)為0.001級(jí)儀器,等等。而儀器的準(zhǔn)確度是電計(jì)與電配套測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的綜合誤差,它不僅與電計(jì)有關(guān),而且與玻璃電和參比電更有關(guān)。從實(shí)際使用要求出發(fā),電計(jì)的分度值為0.1~0.001pH,如果有要的話,依當(dāng)前的科水平,*可以制作出更密的電計(jì)。但是,由于結(jié)構(gòu)和制等方面的原因,常用電的性能還不能達(dá)到*理想的程度。
玻璃電的重復(fù)性誤差和參比電的溶液接界電勢(shì)穩(wěn)定性都不優(yōu)于0.01pH。因此,電計(jì)的分辨率再,儀器測(cè)試準(zhǔn)確度都難優(yōu)于0.01pH。但是,選擇分辨率的儀器可以大限度地克服或消除電計(jì)對(duì)測(cè)試誤差的影響。由于要使電計(jì)達(dá)到滿意的度已不成問(wèn)題,所以都在儀器的智能化,人性化,可靠性,操作簡(jiǎn)便以及性?xún)r(jià)比等方面不斷新和提。酸度計(jì)的級(jí)別與其測(cè)試準(zhǔn)確度的關(guān)系在酸度計(jì)家計(jì)量檢定規(guī)程(JJG119-84)中規(guī)定如下:
pH酸度計(jì)儀器的級(jí)別0.2級(jí)、0.1級(jí)、0.01級(jí)、0.001級(jí)
分度值或小顯示值(pH)0.2、0.1、0.01、0.001
電計(jì)示值誤差(pH)±0.1、、±0.01、±0.01、±0.002
配套測(cè)試示值總誤差(pH)±0.2、±0.1、±0.02、±0.01