在線pH分析儀工作原理詳細(xì)解析

在線pH分析儀是用來(lái)檢測(cè)樣本中酸堿度（pH）的儀器，國(guó)產(chǎn)儀器中也有同時(shí)檢測(cè)氟離子、硝酸根、PH、水硬度（Ca 2 + 、Mg 2 +離子）、K+、Na+等離子的。
用途：
在線pH分析儀是通過(guò)在線手段實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)一種儀器，它運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)，可以適時(shí)得到當(dāng)前的水質(zhì)數(shù)據(jù)。
工作原理：
在線pH分析儀主要采用離子選擇電極測(cè)量法來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)的。儀器上的電極：pH和參比電極。pH電極有一離子選擇膜，會(huì)與被測(cè)樣本中相應(yīng)的離子產(chǎn)生反應(yīng)，膜是一離子交換器，與離子電荷發(fā)生反應(yīng)而改變了膜電勢(shì)，就可檢測(cè)液，樣本和膜間的電勢(shì)。膜兩邊被檢測(cè)的兩個(gè)電勢(shì)差值會(huì)產(chǎn)生電流，樣本，參考電極，參考電極液構(gòu)成“回路”一邊，膜,內(nèi)部電極液，內(nèi)部電極為另一邊。
內(nèi)部電極液和樣本間的離子濃度差會(huì)在工作電極的膜兩邊產(chǎn)生電化學(xué)電壓，電壓通過(guò)高傳導(dǎo)性的內(nèi)部電極引到到放大器，參考電極同樣引到放大器的地點(diǎn)。通過(guò)檢測(cè)一個(gè)準(zhǔn)確的已知離子濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液獲得定標(biāo)曲線，從而檢測(cè)樣本中的離子濃度。
溶液中被測(cè)離子接觸電極時(shí)，在離子選擇電極基質(zhì)的含水層內(nèi)發(fā)生離子遷移。遷移的離子的電荷改變存在著電勢(shì)，因而使膜面間的電位發(fā)生變化，在測(cè)量電極與參比電極間產(chǎn)生一個(gè)電位差。離子選擇式電極，電極內(nèi)含有已知離子濃度的電極液，通過(guò)離子選擇電極膜與樣本中相應(yīng)離子相互滲透，從而在膜的兩邊產(chǎn)生膜電位，樣本中離子濃度不用，產(chǎn)生的電位信號(hào)的大小也不同，通過(guò)測(cè)量電位信號(hào)大小就可以測(cè)知樣本中離子的濃度。
電極內(nèi)液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產(chǎn)生電化學(xué)電位，這個(gè)電位可由電極取出，輸往放大器的輸入端，放大器的另一個(gè)輸入端與參比電極連接并接地，電極電壓可進(jìn)一步放大。形成電壓差，決定著被測(cè)樣本的離子濃度。
研究過(guò)程：
電極溶液中被測(cè)離子接觸電極時(shí)，在離子選擇電極膜基質(zhì)的含水層內(nèi)發(fā)生離子遷移。遷移離子的電荷改變存在著電勢(shì)，因而使膜面間的電位發(fā)生變化；在測(cè)量電極與參比電極間產(chǎn)生一個(gè)電位差。理想的離子選擇性電極對(duì)溶液中所要測(cè)定的離子產(chǎn)生的電位差，應(yīng)符合能斯特（Nernst）方程：E=E0+ log10a(x) E：測(cè)得的電位E0：標(biāo)準(zhǔn)電極電位（常數(shù)）R：氣體常數(shù)T：絕隊(duì)溫度Z：離子價(jià)F：法拉第常數(shù)a(x)：離子的活度 可見測(cè)得的電極電位和“X”離子的活度的對(duì)數(shù)成比例，當(dāng)活度系數(shù)保持恒定時(shí)，電極電位與離子濃度（C）的對(duì)數(shù)也成比例，以此來(lái)求出溶液中離子的活度或濃度。