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PH測量中溫度的影響
日期：2025-02-08 13:37
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摘要：
PH的測量有多種方法, *基本的還是電位法, 其他方法通常以電位法的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。電位法測量準(zhǔn)確度高、操作快速、設(shè)備簡單,既適用于實(shí)驗(yàn)室分析,也適用于在線分析,可以廣泛用于石油化工、化學(xué)工業(yè)、制藥、冶金、染料、皮革、電站及環(huán)保污水處理等領(lǐng)域,其主要用來控制、監(jiān)測工業(yè)流程中的純水、循環(huán)水、蒸汽冷凝水、高粘度或強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性較強(qiáng)溶液的PH。
任何溶液的酸堿度都可以用氫離子濃度來表示。通常用 PH來表示[H+],PH=-ｌｇ[H+]。它是考察溶液酸度的一個重要參數(shù),但在線 PH測量還沒有很好地應(yīng)用于電廠鍋爐補(bǔ)給水、鍋爐給水以及循環(huán)冷卻水中。通過 PH的在線監(jiān)測,可及時調(diào)節(jié)并使 PH控制在*佳范圍內(nèi),從而達(dá)到減緩鍋爐設(shè)備腐蝕、結(jié)垢的目的。但由于電廠鍋爐給水溫度的變化直接影響 PH測量的準(zhǔn)確性,采用現(xiàn)有的溫度補(bǔ)償方法也只能減小溫度的影響,卻無法補(bǔ)償給水本身的特性帶來的偏差。為提高 PH測量的準(zhǔn)確性,采用快速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解決了溫度的影響,提高了 PH測量的準(zhǔn)確性。
在用酸度計(jì)（PH計(jì)）進(jìn)行 PH測量時,電極與溶液的接觸部分保持清潔對保證酸度計(jì)測量準(zhǔn)確度、靈敏度和穩(wěn)定度很重要。電極的污染是一個很難避免的問題。在在線連續(xù)測量情況下,為保證酸度計(jì)能長期連續(xù)使用,對電極系統(tǒng)進(jìn)行自動清洗是必不可少的。采用了多種清洗方法,以提高清洗效果和實(shí)現(xiàn)清洗過程自動化。以下重點(diǎn)探討溫度對 PH測量的影響,并介紹了電極清洗和在線 PH檢測系統(tǒng)。
1溫度對PH測量的影響
在PH測量中,從電極系統(tǒng)中獲得的電信號E與H+的活度的對應(yīng)關(guān)系符合能斯特方程〔1〕,其表達(dá)式為: E=E0+RTnFLna外
(1) 式中:E———電池電動勢,mv;E0———標(biāo)準(zhǔn)電極電位,mv;R———氣體常數(shù);F———法拉第常數(shù);T———**溫度,K;n———電極反應(yīng)得失電子數(shù);a外———被測電解質(zhì)濃度。
E0=ED+E不對稱+E1+E內(nèi)參-E外參-E溶液 (2) 式中:ED———離子擴(kuò)散電位,mv;E不對稱———不對稱電位,mv;E內(nèi)參———內(nèi)參電位,mv;E外參———外參電位,mv;E溶液———溶液電位,mv;
以上電位均為溫度的函數(shù),因此E0也為溫度的函數(shù)。令S=RT/nF,當(dāng)取Lna外的負(fù)對數(shù)時,(1)式可寫為:E=E0-S·PH(3)E=E0+0.1984Tnlga(4)；
對(4)式求導(dǎo)得:DEDT=DE0DT+0.1984nlga+0.1984Tn×DlgaDT (5) 式中:DEDT———溫度變化一個單位時測量電池電動勢的變化值; DE0DT———電極的標(biāo)準(zhǔn)電位溫度系數(shù)項(xiàng);0.1984nlga———能斯特溫度系數(shù)斜率;0.1984Tn×DlgaDT———溶液溫度系數(shù)。能斯特溫度系數(shù)斜率對于氫離子n=1,溫度每變化1℃,則斜率變化0.1984mv,該項(xiàng)PH計(jì)采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒梢韵?/span>,對在線PH檢測,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動補(bǔ)償。
(1) 式中:E———電池電動勢,mv;E0———標(biāo)準(zhǔn)電極電位,mv;R———氣體常數(shù);F———法拉第常數(shù);T———**溫度,K;n———電極反應(yīng)得失電子數(shù);a外———被測電解質(zhì)濃度。
E0=ED+E不對稱+E1+E內(nèi)參-E外參-E溶液 (2) 式中:ED———離子擴(kuò)散電位,mv;E不對稱———不對稱電位,mv;E內(nèi)參———內(nèi)參電位,mv;E外參———外參電位,mv;E溶液———溶液電位,mv;
以上電位均為溫度的函數(shù),因此E0也為溫度的函數(shù)。令S=RT/nF,當(dāng)取Lna外的負(fù)對數(shù)時,(1)式可寫為:E=E0-S·PH(3)E=E0+0.1984Tnlga(4)；
對(4)式求導(dǎo)得:DEDT=DE0DT+0.1984nlga+0.1984Tn×DlgaDT (5) 式中:DEDT———溫度變化一個單位時測量電池電動勢的變化值; DE0DT———電極的標(biāo)準(zhǔn)電位溫度系數(shù)項(xiàng);0.1984nlga———能斯特溫度系數(shù)斜率;0.1984Tn×DlgaDT———溶液溫度系數(shù)。能斯特溫度系數(shù)斜率對于氫離子n=1,溫度每變化1℃,則斜率變化0.1984mv,該項(xiàng)PH計(jì)采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒梢韵?/span>,對在線PH檢測,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動補(bǔ)償。
溶液溫度系數(shù)受溶液中離子活度的影響,而離子活度又取決于它的活度系數(shù)和離子強(qiáng)度,對鍋爐給水弱電解質(zhì)及與溶液形成絡(luò)合物的電解質(zhì)溶液,還受它們的平衡常數(shù)的影響。該項(xiàng)是很復(fù)雜的,一般PH計(jì)不能對該項(xiàng)補(bǔ)償,單一采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣荒軐?shí)現(xiàn)對該項(xiàng)補(bǔ)償?shù)?。在線檢測PH時,采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動補(bǔ)償,以彌補(bǔ)PH計(jì)的不足。
可見,采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒軐δ芩固胤匠绦甭蔬M(jìn)行補(bǔ)償,消除溫度對測量的部分影響。當(dāng)溫度有較大變化時溫度補(bǔ)償方法的誤差會明顯增大。因此采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫度的自動補(bǔ)償對**測量PH是十分必要的,是切實(shí)可行的,同時可簡化PH計(jì)的電路。
