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PH测量中温度的影响
日期：2024-05-20 05:02
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摘要：
PH的测量有多种方法, *基本的还是电位法, 其他方法通常以电位法的数据为基础。电位法测量准确度高、操作快速、设备简单,既适用于实验室分析,也适用于在线分析,可以广泛用于石油化工、化学工业、制药、冶金、染料、皮革、电站及环保污水处理等领域,其主要用来控制、监测工业流程中的纯水、循环水、蒸汽冷凝水、高粘度或强酸、强碱等腐蚀性较强溶液的PH。
任何溶液的酸碱度都可以用氢离子浓度来表示。通常用 PH来表示[H+],PH=-ｌｇ[H+]。它是考察溶液酸度的一个重要参数,但在线 PH测量还没有很好地应用于电厂锅炉补给水、锅炉给水以及循环冷却水中。通过 PH的在线监测,可及时调节并使 PH控制在*佳范围内,从而达到减缓锅炉设备腐蚀、结垢的目的。但由于电厂锅炉给水温度的变化直接影响 PH测量的准确性,采用现有的温度补偿方法也只能减小温度的影响,却无法补偿给水本身的特性带来的偏差。为提高 PH测量的准确性,采用快速神经网络,由计算机系统解决了温度的影响,提高了 PH测量的准确性。
在用酸度计（PH计）进行 PH测量时,电极与溶液的接触部分保持清洁对保证酸度计测量准确度、灵敏度和稳定度很重要。电极的污染是一个很难避免的问题。在在线连续测量情况下,为保证酸度计能长期连续使用,对电极系统进行自动清洗是必不可少的。采用了多种清洗方法,以提高清洗效果和实现清洗过程自动化。以下重点探讨温度对 PH测量的影响,并介绍了电极清洗和在线 PH检测系统。
1温度对PH测量的影响
在PH测量中,从电极系统中获得的电信号E与H+的活度的对应关系符合能斯特方程〔1〕,其表达式为: E=E0+RTnFLna外
(1) 式中:E———电池电动势,mv;E0———标准电极电位,mv;R———气体常数;F———法拉第常数;T———**温度,K;n———电极反应得失电子数;a外———被测电解质浓度。
E0=ED+E不对称+E1+E内参-E外参-E溶液 (2) 式中:ED———离子扩散电位,mv;E不对称———不对称电位,mv;E内参———内参电位,mv;E外参———外参电位,mv;E溶液———溶液电位,mv;
以上电位均为温度的函数,因此E0也为温度的函数。令S=RT/nF,当取Lna外的负对数时,(1)式可写为:E=E0-S·PH(3)E=E0+0.1984Tnlga(4)；
对(4)式求导得:DEDT=DE0DT+0.1984nlga+0.1984Tn×DlgaDT (5) 式中:DEDT———温度变化一个单位时测量电池电动势的变化值; DE0DT———电极的标准电位温度系数项;0.1984nlga———能斯特温度系数斜率;0.1984Tn×DlgaDT———溶液温度系数。能斯特温度系数斜率对于氢离子n=1,温度每变化1℃,则斜率变化0.1984mv,该项PH计采用温度补偿的方法可以消除,对在线PH检测,由计算机进行自动补偿。
(1) 式中:E———电池电动势,mv;E0———标准电极电位,mv;R———气体常数;F———法拉第常数;T———**温度,K;n———电极反应得失电子数;a外———被测电解质浓度。
E0=ED+E不对称+E1+E内参-E外参-E溶液 (2) 式中:ED———离子扩散电位,mv;E不对称———不对称电位,mv;E内参———内参电位,mv;E外参———外参电位,mv;E溶液———溶液电位,mv;
以上电位均为温度的函数,因此E0也为温度的函数。令S=RT/nF,当取Lna外的负对数时,(1)式可写为:E=E0-S·PH(3)E=E0+0.1984Tnlga(4)；
对(4)式求导得:DEDT=DE0DT+0.1984nlga+0.1984Tn×DlgaDT (5) 式中:DEDT———温度变化一个单位时测量电池电动势的变化值; DE0DT———电极的标准电位温度系数项;0.1984nlga———能斯特温度系数斜率;0.1984Tn×DlgaDT———溶液温度系数。能斯特温度系数斜率对于氢离子n=1,温度每变化1℃,则斜率变化0.1984mv,该项PH计采用温度补偿的方法可以消除,对在线PH检测,由计算机进行自动补偿。
溶液温度系数受溶液中离子活度的影响,而离子活度又取决于它的活度系数和离子强度,对锅炉给水弱电解质及与溶液形成络合物的电解质溶液,还受它们的平衡常数的影响。该项是很复杂的,一般PH计不能对该项补偿,单一采用温度补偿的方法是不能实现对该项补偿的。在线检测PH时,采用计算机进行自动补偿,以弥补PH计的不足。
可见,采用温度补偿的方法能对能斯特方程斜率进行补偿,消除温度对测量的部分影响。当温度有较大变化时温度补偿方法的误差会明显增大。因此采用计算机进行温度的自动补偿对**测量PH是十分必要的,是切实可行的,同时可简化PH计的电路。
