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pH博士課堂專欄 | 想測好pH,,了解pH的溫度補償很重要!
溫度對溶液pH的影響
了解pH的溫度補償,,需要先了解溫度對溶液pH的影響。
以pH標準緩沖溶液為例,,從下面這張表可以看出1.680(@25℃)標準溶液,隨著溫度從低到高,,pH值是慢慢變大的,,而4.008(@25℃)標準溶液,pH值先是由大變小,,再由小變大,但是9.184(@25℃)標準溶液,,隨著溫度從低到高,,pH值是慢慢變小的。
所以隨著溫度的變化,,不同標準緩沖溶液的pH值變化趨勢是不一樣的,。

電極校正
在使用標準溶液進行電極校正時,只有同時測量標準溶液的溫度,,pH 計才能自動修正標準溶液的溫度影響,,在電極校正時請注意必須選擇正確的標準溶液組。如果選錯標準溶液組,,可能導致校正的誤差。
實際上,,樣品溶液的種類繁多,有強酸,、強堿、弱酸,、弱堿,,以及各種鹽溶液等等,,溫度對不同溶液pH值的影響是不一樣的,所以除了標準溶液有溫度修正表之外,,其他溶液沒有普遍性的溶液溫度系數(shù),。
其次溫度對pH電極的靈敏度(斜率)影響很大,pH的測量原理為能斯特方程,,電極的斜率也就是能斯特方程的理論斜率k,,它與溫度t直接相關,有如下關系:

從表格可以看出,,溫度變化的時候,,理論斜率有非常明顯的差異。
pH溫度補償
通常我們所說的pH溫度補償,,是將電極的斜率,,補償?shù)疆斍皹悠窚y試溫度下的斜率,,從而在同時測得溫度的情況下,pH計能夠精確地測量,,并自動計算得到當前測試溫度下的pH值,。
現(xiàn)在很多pH計都有自動溫度補償功能,提高了測試效率,,大大減少了溫度變化對pH測量的影響,,然而,pH測量的準確與否與整個測量系統(tǒng)的準確性,,穩(wěn)定性和可靠性有很大的關系,。
通常測量系統(tǒng)包含儀表和電極兩部分。
在儀表方面,,品質較差的儀表由于其電子元器件的穩(wěn)定性差,,在環(huán)境溫度變化時mV的測量和溫度的測量,都可能引起較大的溫度漂移,。
在電極方面,,在品質較差的電極中,溫度傳感器的準確度可能較差,,而且響應速度較慢,,pH 的斜率和零點穩(wěn)定差容易偏離理論溫度特性,,而且如果保存溫度太低還容易破損失效,。
在儀表方面,梅特勒托利多擁有先進的專利(發(fā)明專利CN101135662B, 實用新型專利CN213990616U,,發(fā)明專利US8036841B2等)測量電路,,而且選用優(yōu)質電子元器件,在工廠經(jīng)過嚴格的校準,,保證了儀表的穩(wěn)定性和精度的一致性,。
例如梅特勒托利多的發(fā)明專利(CN101109662B)具有大溫度量程內(nèi)精確測量溫度的優(yōu)點,還能測量PT100,,PT1000,,NTC30等不同類型的溫度傳感器,滿足不同溫度范圍和高精度pH測量的要求,。

在電極方面,, Ingold 博士早在1948年就開發(fā)了第一款復合電極。梅特勒托利多在電極領域不斷創(chuàng)新(專利EP3232187B1, CN107300580B, CN208443785U等), 逐漸開發(fā)了應用于不同介質,、不同溫度范圍的電極,,將準確性、可靠性和易用性做到了極致,。

溫度補償?shù)姆椒ㄔ诶碚撋鲜蔷_的,,然而,,要想得到最精密的測量結果,要經(jīng)常進行電極的校正,,還應該使校準溶液的溫度與被測溶液的溫度盡量保持一致,。