电化学分析仪器的原理及应用
电化学分析仪器的原理及应用
电化学分析是企事业单位及科研机构常用的一类分析方法， 它是利用被测试样溶液的电化学性质及其变化来进行分析的方法，其测定的依据是电位、电 导、电量、电流等电化学参量与被测物含量之间的定量关系，这些电化学参量的测量是通过电化学分析仪器来完成的。因此，每一种电化学分析方法是和相应的电化学分析仪器紧密联系的。
根据所测量电化学参量的不同， 常见的电化学分析仪器有： 酸度计、 离子计、 电位滴定仪、电导率仪、库仑仪、极谱仪等。这些电化学分析仪器在国民经济的许多领域担负着各种各样的分析任务，特别是电位分析中的酸度计、 离子计及电位滴定仪有着十分广泛的应用。
1 酸度计(离子计)
直接电位法是采用酸度计或电子计通过对由电极与被测溶液组成的电池电 动势的测量，根据电动势与溶液浓度之间的定量关系求出物质含量的。因此，酸 度计、离子计都是由电计和电极两部分组成的。
1.1 酸度计的结构
1)酸度计一般设有以下几个调节器。
① 零点调节器。当指示电极和参比电 极之间的级间电势为零时，溶液的 pH 值为“灵位 pH 值”。但由于仪器零点是可 变的且任意二个测量元件的零点也不相同，因此，仪器的“电气零点”设计为可调 形式。
② 定位调节器。在用标准缓冲溶液对仪器进行校准时，需用定位调节器， 它的作用在于抵消外参比电极电位、不对称电位、内参比电极电位以及液接界电 位等因素的影响。
③ 温度补偿器。根据能斯特方程式可知，溶液的 pH 值与电动 势的关系随温度而变化，其转换系数 k 系温度的函数。
④ 斜率补偿调节器。温度 补偿器一般是按理论转换系数设计的，实际上玻璃电极的 K 值往往低于理论值， 另外，玻璃电极的长期使用也会使 K 下降。因此，在pH 的精密测量中，需采用 二点定位法。这种定位方法是选用二种 pH 值不同的标准缓冲溶液，使被测液的 pH 值能介于选用选用的二种标准缓冲溶液 pH 值之间。先用一种标准缓冲溶液 将定位旋钮调至“0”，然后用斜率补偿调节器表示值为二份标准缓冲溶液 pH 值 得差值，即 ΔpH 值得位置，固定斜率补偿调节旋钮，再用第二份标准缓冲溶液 将定位旋钮调至该缓冲液 pH 值，这时“定位”调节器不变，就可对被测液进行测量。
2) 常用的调制放大式酸度计工作原理如下。
首先将被测直流电压信号预先调制为交流电压信号， 经过交流放大，然后通过解调器将其还原为与输入信号的幅度和极性相对应的直流信号， 从而推动电表指示出读数。采用调制式放大器易避免交流电源干扰，直流干扰明显降低，可得到低噪声放大，零点漂移对读数的影响可减小到很低，从而使仪器的稳定性和灵敏度有很大提高。
3) 酸度计的维护保养技术。
酸度计应放置在干燥、无振动、无酸碱腐蚀性 气体，环境温度稳定的地方。酸度计应有良好的接地，否则将会造成读数指针不稳定。若使用场所没有接地线，或接地不良，须另外补接地线。一般是用一根导 线将其一端以仪器面板上“+”极接线柱或仪器外壳相连， 另一端与自来水管连接。 仪器使用时，各调节旋钮的旋动不可用力过猛，按键开关不要频繁按动，以防发生机械故障或破损。 稳定补偿器切不可旋转超位，以免损坏电位器或使温度补偿不准确。仪器不能随便拆卸。仪器通电后应进行预热，才可开始测量。在短时间测量，可以预热十几分钟;但长时间工作，Z好预热1h 以上，以使零点有较好的稳定性。长期不用的仪器重新使用，预热时间要长一些;平时不用时，做好每隔1~2周通电一次，以防因潮湿、霉变或漏电而影响。
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