分析仪器PPT课件

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由上表可知，在各种不同的温度下，pH值每改变一个单位 所引起的电动势改变是不同的。为了适应各种温度下pH值的测量， 所以在仪器中设置了温度补偿器。
温度补偿器只能补偿转换系数随温度的变化，其它如内参比 电极电位、外参比电极电位、不对称电位等随温度的变化仍无法 补偿。因此，测量时必须注意被测液与标准缓冲溶液的温度应尽 量接近。如果温度变化较大时，需用标准溶液重新校准仪器。
（2）酸度计的工作原理
常用的调制放大式酸度计工作原理如下：
首先将被测直流电压信号预先调制为交流电压信号， 经过交流放大，然后通过解.调器将其还原为与输入信号的6
和极性相对应的直流信号，从而推动电表指示出读数。采 用调制式放大器易避免交流电源干扰，直流干扰明显降低， 可得到低噪音放大，零点漂移对读数的影响可减小到很低， 从而使仪器的稳定性和灵敏度有很大提高。
示系统组成，其核心部分是积分器，它分别对被测溶液的
电极信号电压和基准电压进行两次积分，把输入信号电压
转换成与其平均值精确成正比的时间间隔，用计数器测出
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这个时间间隔的脉冲数目即可得到被测电压的大小。
③pHS-4型智能酸度计
pHS-4型智能酸度计是一种精密的测量溶液酸碱度、电极电位和 温度的电化学仪器，其外形如图3-6所示：
②定位调节器
在用标准缓冲溶液对仪器进行校准时，需用定位调节器， 它的作用在于抵消外参比电极电位、不对称电位、内参比电极 电位以及液接界电位等因素的影响。由于被补偿电位中的液接 界电位随溶液性质而变，为了使对标准缓冲溶液（定位）和未 知溶液(测定)的两次测量中液接界电位能相互抵消，所以定位 所用标准缓冲溶液的pH值应尽量与被测液的pH值相近。
一、酸度计
1．电计部分－酸度计
酸度计亦称pH计，是目前最常用的测量溶液pH值的仪 器。它是通过测量电极对H+离子响应而产生的电位信号并 使之直接转换为酸度(pH)。目前常见的酸度计主要是pHS 系列酸度计。
（1）酸度计的结构
酸度计一般设有以下几个调节器：
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①零点调节器
当指示电极和参比电极之间的极间电势为零时，溶液的pH 的值称为“零位pH”值(也称测量元件的“零点”)。但由于仪器 零点是可变的且任意两个测量元件的零点也不相同，因些，仪 器的“电气零点”设计为可调形式。
mV。
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温度补偿网络实际上是一个电压分压器，其分压比为，
这样经温度补偿后1pH的电极信号为
mV。
这样就实现了在任何温度下用100mV均代表1pH。
隔离级实际上是一个跟随器，其输入阻抗高，输出阻 抗低，其作用是将输入级和模数转换两部分进行隔离。
模数转换器应用的是双积分原理，从而实现模数转换。
主要由积分器、检零放大器、振荡器、控制系统和数字显
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图3－1pHS-2型酸度计外型及面板
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图3—2pHS—2型酸度计原理方框图
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pHS-2型酸度计的整机电路由变容二极管参量振荡放大器、 中间放大器、整流电路、显示桥路、零点调节、定位调节、量 程扩展及温度补偿等部分组成。图3-3是该仪器的整机线路图。
②pHS-3B型数字式酸度计
pHS-3B型数字式酸度计是一种精密的实验室测量仪器，广泛 地应用于样品溶液酸碱度的精确测量。仪器外形如图3-4所示。
（3）常见的酸度计
①pHS-2型酸度计
pHS-2型酸度计是目前应用较为广泛的酸度计之一， 其外型及面板如图3-1•所示。该仪器性能稳定，读数重现 性较好；测量范围宽，线性度高。它采用变容二极管参量 振荡放大器作为输入极，输入阻抗高达1012Ω以上，利用 深度负反馈提高稳定性和线性度。内部标准电位差计线路 可以抵消一部分输入讯号，以便迁移量程，使表头满度指 示间隔为2pH单位，达到扩大测量范围的作用。其工作原 理如图3—2所示。
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④斜率补偿调节器(即mV/pH调节器)
温度补偿器一般是按理论转换系数设计的。实际上玻 璃电极的k值往往低于理论值，另外，玻璃电极的长期使 用也会使k下降。因此，在pH的精密测量中，需采用两点 定位法。这种定位方法是选用两种pH值不同的标准缓冲溶 液，使被测液的pH值能介于选用的两标准缓冲溶液pH值之 间。先用一种标准缓冲溶液将定位旋钮调至“0”，然后 用斜率补偿调节器调节电表示值为两份标准缓冲溶液pH值 的差值，即ΔpH值的位置，固定斜率补偿调节旋钮， 再 用第二份标准缓冲溶液将定位旋钮调至该缓冲液pH值，这 时“定位”调节器不变，就可对被测液进行测量。
该仪器的电计部分是一台具有高输入阻抗的、深度负反馈直 流放大器。主要由输入级、模数转换、电源电路三部分组成。 仪器原理方框图见图3-5。
输入级包括阻抗变换、比例放大、定位、温度补偿。
根据电极系统的输出特性，要求仪器有足够的高输入阻抗， 阻抗变换部分所选用的高阻组件，其输入阻抗>5×1011Ω，而输 出阻抗很小，仅约几百欧，电极信号经过阻抗变换部分变换后， 幅度大小不变，仅信号内阻变小了，比例放大器在mV档和pH档 放大倍数不同。
分析仪器维护
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第三章 电化学分析仪器的维护
第一节 酸度计(离子计) 第二节 电位滴定仪
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第一节 酸度计(离子计)
直接电位法是采用酸度计或离子计通过对由电极与被 测溶液组成的电池电动势(电极电位)的测量，根据电动势 (电极电位)与溶液浓度之间的定量关系求出物质含量的。 因此，酸度计、离子计都是由电计和电极两部分组成的。
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图3—3pHS—2型酸度计电路图
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图３－４pHS-3B型数字式酸度计
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图３－5pHS-3B型数字式酸度计原理方框图
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mV档
K=1
pH档
K=1.84
在mV档，100mV电极信号经放大器后输出仍为100mV。
在pH档，00C时，1pH的电极信号(54.197mV)放大成
100mV；t0C时，1pH的电极信号为
③温度补偿器
根据能斯特方程式可知，溶液的pH值与电动势的关系随温 度而变化，其转换系数k()系温度的函数。不同温度下的
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理论k值如表3-1所示。
温度(℃）
表3-1 不同温度下的理论k值
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
k(mV/pH单位)
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