В основу работы прибора положен потенциометрический метод измерения рХ (рН) и Eh контролируемого раствора.
Работа преобразователя основана на преобразовании ЭДС электродной системы и других источников ЭДС в пропорциональное по величине напряжение, преобразуемое в дальнейшем в цифровой код и аналоговый выходной сигнал.
При измерении рХ (рН) или Eh растворов используется электродная система, состоящая из измерительного и вспомогательного электродов. Электродная система, при погружении в контролируемый раствор, развивает ЭДС, линейно зависящую от активности ионов и температуры раствора.
Электролитический контакт вспомогательного электрода с контролируемым раствором осуществляется с помощью пористой мембраны в торце электрода и обеспечивающей истечение насыщенного раствора KСl в контролируемый раствор. Раствор хлористого калия, непрерывно просачиваясь через мембрану, предотвращает проникновение из контролируемого раствора в систему вспомогательного электрода посторонних ионов, которые могли бы изменить величину потенциала электрода.
При измерении рН результат определяется по формуле (1).
 |
(1) |
где рН — величина рН анализируемого раствора, рН, выводится на дисплей в качестве результата;
Е — измеренная преобразователем величина ЭДС электродной системы, помещенной в анализируемый раствор, мВ;
pHи - координата изопотенциальной точки электрода, рН. Определяется при настройке и хранится в памяти преобразователя.
Eи — координата изопотенциальной точки электрода, мВ. Определяется при настройке и хранится в памяти преобразователя.
Кs- поправочный коэффициент, учитывающий отклонение реальной величины крутизны от теоретического значения. Вычисляется при настройке и хранится в памяти преобразователя.
St теор - теоретическая крутизна электродной системы, зависит от температуры анализируемого раствора t и рассчитывается по формуле (2).
 , |
(2) |
где t — температура анализируемого раствора, oС. Измеряется преобразователем или устанавливается пользователем вручную, в зависимости от установленного вида термокомпенсации.
n — коэффициент, зависящий от вида и валентности иона:
Одновалентные катионы, в том числе рН, n = 1;
Одновалентные анионы, n = — 1;
Двухвалентные катионы, n = 2;
Двухвалентные анионы, n = — 2.
Точка, в которой потенциал электродной системы не зависит от температуры, называется изопотенциальной. Величины Eи и pHи являются координатами изопотенциальной точки.
При измерении активности других ионов результат измерения рассчитывается по формуле (3).
 , |
(3) |
где рХ — величина рХ анализируемого иона в растворе, рХ, выводится на дисплей в качестве результата;
Е — измеренная преобразователем величина ЭДС электродной системы, помещенной в анализируемый раствор, мВ.
pXи - координата изопотенциальной точки электродной пары, рХ. Определяется при настройке и хранится в памяти преобразователя.
Еи - координата изопотенциальной точки электродной пары, мВ. Определяется при настройке и хранится в памяти преобразователя.
St теор — теоретическая крутизна электродной системы, рассчитывается для температуры анализируемого (или настроечного) раствора по формуле (2).
Кs — поправочный коэффициент, учитывающий отклонение реальной величины крутизны от теоретического значения. Определяется при настройке и хранится в памяти преобразователя.
Для электродов с ненормируемыми координатами изопотенциальной точки (кроме стеклянных электродов, селективных к ионам Na+, Li+) координаты pXи и Еи принимаются равными соответственно активности первого контрольного раствора (рХ1) и ЭДС, измеренной при настройке в первом контрольном растворе (Е1). Термокомпенсация при этом не действует, измерения должны проводиться при той же температуре, при которой проводилась настройка.
Результат измерения в единицах концентрации сХ (для всех ионов, кроме Н+), в зависимости от выбранной размерности, определяется по формулам пересчета (4) – (6).
| сХ = 10-рХ × К, |
(4) |
где сХ — концентрация, моль/л;
К — коэффициент активности. Зависит от типа анализируемого иона и принимается равным 1. При измерениях, К достигается близким к 1 методикой приготовления анализируемого раствора;
| сХ’ = М × 10-рХ × К, |
(5) |
где сХ’ — концентрация, г/л;
М — молярная масса иона, г/моль;
| сХ’’ = |n| × 10-рХ × К, |
(6) |
где сХ’’ — концентрация, моль/л экв;
n — коэффициент, зависящий от вида и валентности иона (см. пояснения к формуле 2).
Вернуться к списку статей
