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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(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液為例,從下面這張表可以看出1.680(@25℃)標(biāo)準(zhǔn)溶液,,隨著溫度從低到高,,pH值是慢慢變大的,而4.008(@25℃)標(biāo)準(zhǔn)溶液,,pH值先是由大變小,,再由小變大,,但是9.184(@25℃)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值變化趨勢是不一樣的,。

電極校正
在使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行電極校正時,,只有同時測量標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度,pH 計才能自動修正標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度影響,,在電極校正時請注意必須選擇正確的標(biāo)準(zhǔn)溶液組,。如果選錯標(biāo)準(zhǔn)溶液組,可能導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(guān),有如下關(guān)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?dāng)前樣品測試溫度下的斜率,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(dāng)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(zhǔn)確與否與整個測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,,穩(wěn)定性和可靠性有很大的關(guān)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(zhì)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(zhì)較差的電極中,溫度傳感器的準(zhǔn)確度可能較差,,而且響應(yīng)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(jìn)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(zhì)電子元器件,在工廠經(jīng)過嚴(yán)格的校準(zhǔn),,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(fù)合電極。梅特勒托利多在電極領(lǐng)域不斷創(chuàng)新(專利EP3232187B1, CN107300580B, CN208443785U等), 逐漸開發(fā)了應(yīng)用于不同介質(zhì),、不同溫度范圍的電極,,將準(zhǔn)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(jié)果,,要經(jīng)常進(jìn)行電極的校正,,還應(yīng)該使校準(zhǔn)溶液的溫度與被測溶液的溫度盡量保持一致。