化學(xué)儀表pH測量

1、第二部分第二部分. pH測量測量 準(zhǔn)確測量準(zhǔn)確測量pH值的意義值的意義pH測量原理測量原理純水純水pH測量的特殊問題測量的特殊問題 溫度的影響溫度的影響 .校正校正pH計(jì)時(shí)的影響計(jì)時(shí)的影響 pH測量準(zhǔn)確性檢驗(yàn)測量準(zhǔn)確性檢驗(yàn)國外國外pH標(biāo)準(zhǔn)介紹標(biāo)準(zhǔn)介紹1.準(zhǔn)確測量準(zhǔn)確測量pH值的意義值的意義 火力發(fā)電機(jī)組水汽系統(tǒng)的水質(zhì)純度很高，火力發(fā)電機(jī)組水汽系統(tǒng)的水質(zhì)純度很高，一般不允許添加一般的緩蝕劑，主要靠一般不允許添加一般的緩蝕劑，主要靠加氨調(diào)節(jié)水的加氨調(diào)節(jié)水的pH值，輔助加少量的除氧值，輔助加少量的除氧劑（如聯(lián)胺）或氧（加氧處理），以達(dá)劑（如聯(lián)胺）或氧（加氧處理），以達(dá)到防止水汽系統(tǒng)金屬腐蝕的目的。為

2、了到防止水汽系統(tǒng)金屬腐蝕的目的。為了同時(shí)防止水汽系統(tǒng)鋼和銅的腐蝕，一般同時(shí)防止水汽系統(tǒng)鋼和銅的腐蝕，一般要求將水的要求將水的pH值控制在嚴(yán)格的范圍內(nèi)，值控制在嚴(yán)格的范圍內(nèi)，否則將發(fā)生腐蝕。而嚴(yán)格控制否則將發(fā)生腐蝕。而嚴(yán)格控制 pH值的前值的前提是準(zhǔn)確測量水樣的提是準(zhǔn)確測量水樣的pH值。值。 例如，對于水汽系統(tǒng)有銅合金的系統(tǒng)，例如，對于水汽系統(tǒng)有銅合金的系統(tǒng)，要求控制水樣的要求控制水樣的pH值范圍是值范圍是8.89.3。如果測量出現(xiàn)誤差，實(shí)際水樣的如果測量出現(xiàn)誤差，實(shí)際水樣的pH值超值超過過9.3，而測量小于，而測量小于9.3，這樣長期運(yùn)行下，這樣長期運(yùn)行下去，會(huì)造成銅加熱器（如銅制低壓加熱去，

3、會(huì)造成銅加熱器（如銅制低壓加熱器、軸封加熱器）和銅管凝汽器的腐蝕器、軸封加熱器）和銅管凝汽器的腐蝕溶解，腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)會(huì)加劇汽溶解，腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)會(huì)加劇汽輪機(jī)的積鹽，造成汽輪機(jī)出力和效率的輪機(jī)的積鹽，造成汽輪機(jī)出力和效率的降低；降低；pH值過高還會(huì)造成凝汽器空抽區(qū)值過高還會(huì)造成凝汽器空抽區(qū)附近銅管的氨腐蝕，使凝汽器發(fā)生泄漏。附近銅管的氨腐蝕，使凝汽器發(fā)生泄漏。 反之，如果測量出現(xiàn)誤差，實(shí)際水樣的反之，如果測量出現(xiàn)誤差，實(shí)際水樣的pH值小于值小于8.8，而測量大于，而測量大于8.8，這樣長，這樣長期運(yùn)行下去，會(huì)造成給水系統(tǒng)鋼設(shè)備和期運(yùn)行下去，會(huì)造成給水系統(tǒng)鋼設(shè)備和管道的腐蝕溶解加劇，

4、其腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入管道的腐蝕溶解加劇，其腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐會(huì)加劇水冷壁的沉積和腐蝕，并可鍋爐會(huì)加劇水冷壁的沉積和腐蝕，并可能造成流動(dòng)加速腐蝕（能造成流動(dòng)加速腐蝕（FAC），造成管），造成管道損壞，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故。道損壞，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故。 、pH測量原理測量原理pH計(jì) pH=pHs-(E-Es)F/(2.3026RT) 返回玻璃電極玻璃電極銀銀氯化銀氯化銀內(nèi)緩沖溶液內(nèi)緩沖溶液玻璃敏感膜玻璃敏感膜玻璃電極玻璃敏感膜玻璃電極玻璃敏感膜HNaHHHNaNaNa外表面外表面內(nèi)緩沖溶液內(nèi)緩沖溶液干玻璃層干玻璃層外水化層外水化層內(nèi)水化層內(nèi)水化層玻璃電極的電位玻璃電極的電位 玻璃電極電位由三部分串聯(lián)組成：玻璃電

5、極電位由三部分串聯(lián)組成： 、內(nèi)參比電極電位（、內(nèi)參比電極電位（Ag/AgCl電極）。當(dāng)電極）。當(dāng)參比電極也用相同的參比電極時(shí)，兩者相參比電極也用相同的參比電極時(shí)，兩者相互抵消?；サ窒?、內(nèi)水化層產(chǎn)生的電極電位。因?yàn)閮?nèi)充、內(nèi)水化層產(chǎn)生的電極電位。因?yàn)閮?nèi)充緩沖溶液，該電位恒定不變。緩沖溶液，該電位恒定不變。 、外水化層產(chǎn)生的電極電位，該電位與、外水化層產(chǎn)生的電極電位，該電位與水溶液的氫離子活度的對數(shù)成正比。外水水溶液的氫離子活度的對數(shù)成正比。外水化層產(chǎn)生的電極電位與內(nèi)水化層產(chǎn)生的電化層產(chǎn)生的電極電位與內(nèi)水化層產(chǎn)生的電極電位方向相反。極電位方向相反。不對稱電位不對稱電位 外水化層產(chǎn)生的電極電位與內(nèi)

6、水化層產(chǎn)外水化層產(chǎn)生的電極電位與內(nèi)水化層產(chǎn)生的電極電位方向相反，如果內(nèi)外層所生的電極電位方向相反，如果內(nèi)外層所處的溶液相同，則兩者的和為零。如果處的溶液相同，則兩者的和為零。如果不為零，這個(gè)電位稱為不為零，這個(gè)電位稱為不對稱電位不對稱電位。 不對稱電位產(chǎn)生的原因：玻璃組成差異、不對稱電位產(chǎn)生的原因：玻璃組成差異、水化時(shí)間不同、內(nèi)外滲透壓、內(nèi)表面沉水化時(shí)間不同、內(nèi)外滲透壓、內(nèi)表面沉積。積。 不對稱電位大會(huì)造成溫度系數(shù)變化大，不對稱電位大會(huì)造成溫度系數(shù)變化大，測量結(jié)果不穩(wěn)定。測量結(jié)果不穩(wěn)定。參比電極參比電極Ag-AgCl鉑絲鉑絲KCl溶液溶液多孔陶瓷多孔陶瓷（液界）（液界）液界電位液界電位 1、不

7、同溶液之間離子擴(kuò)散速率不同產(chǎn)生、不同溶液之間離子擴(kuò)散速率不同產(chǎn)生的液界電位。的液界電位。H+K+ + + + +-HClKCl液界電位液界電位 2、界面兩側(cè)同種溶液不同濃度擴(kuò)散產(chǎn)生、界面兩側(cè)同種溶液不同濃度擴(kuò)散產(chǎn)生的液界電位的液界電位。H+ + + + +- - - - - -0.1mol/LHClCl0.01mol/LHClRiRinsCUintUmiUmoRmUjUrefUgU1影響測量的因素匯總影響測量的因素匯總 玻璃電極的影響玻璃電極的影響.doc 參比電極的影響參比電極的影響 溶液的影響溶液的影響.純水純水pH測量的特殊問題測量的特殊問題 電導(dǎo)率小于電導(dǎo)率小于5 S/cm的水樣接近于

8、絕緣體，水樣流的水樣接近于絕緣體，水樣流動(dòng)與電極表面摩擦類似于絕緣體之間摩擦可產(chǎn)生動(dòng)與電極表面摩擦類似于絕緣體之間摩擦可產(chǎn)生靜電荷（見下圖），由于純水的高電阻和儀表的靜電荷（見下圖），由于純水的高電阻和儀表的高輸入阻抗，靜電荷不能及時(shí)流走而在玻璃電極高輸入阻抗，靜電荷不能及時(shí)流走而在玻璃電極表面積累。該靜電荷的作用使玻璃電極的電極電表面積累。該靜電荷的作用使玻璃電極的電極電位位Eg發(fā)生變化，從而使發(fā)生變化，從而使pH計(jì)測量的電位差（計(jì)測量的電位差（EgEr）發(fā)生變化，造成）發(fā)生變化，造成pH測量誤差。這種凈電荷測量誤差。這種凈電荷造成的電位差（造成的電位差（EgEr）每變化）每變化5.9mV，

9、就可造，就可造成成0.1pH測量誤差。如果不加以注意，電荷可造測量誤差。如果不加以注意，電荷可造成的電位差（成的電位差（EgEr）變化幾十毫伏，造成很大）變化幾十毫伏，造成很大的的pH測量誤差。測量誤差。液面液面測量池測量池參比電極參比電極玻璃電極摩擦產(chǎn)生的靜電荷摩擦產(chǎn)生的靜電荷電極表面原有電荷電極表面原有電荷EgEr解決辦法解決辦法(1)使用不銹鋼制的測量池，并將測量池可使用不銹鋼制的測量池，并將測量池可靠地接地。這樣可將摩擦產(chǎn)生的部分靜靠地接地。這樣可將摩擦產(chǎn)生的部分靜電荷通過地線排走，可減少摩擦靜電產(chǎn)電荷通過地線排走，可減少摩擦靜電產(chǎn)生的誤差。但應(yīng)特別注意的是接地線必生的誤差。但應(yīng)特別注

10、意的是接地線必須可靠，最好用專門的接地樁和地線，須可靠，最好用專門的接地樁和地線，否則與其他公共接地線公用，一旦公共否則與其他公共接地線公用，一旦公共接地線上有較大的電流流動(dòng)或出現(xiàn)故障，接地線上有較大的電流流動(dòng)或出現(xiàn)故障，將會(huì)產(chǎn)生更大的測量誤差。將會(huì)產(chǎn)生更大的測量誤差。解決辦法解決辦法(2)保持流經(jīng)測量池的水樣流速盡量低并且保持流經(jīng)測量池的水樣流速盡量低并且流速穩(wěn)定。因?yàn)椴讳P鋼測量池主要減少流速穩(wěn)定。因?yàn)椴讳P鋼測量池主要減少水樣與測量池進(jìn)出口摩擦產(chǎn)生的凈電荷水樣與測量池進(jìn)出口摩擦產(chǎn)生的凈電荷和與測量池摩擦產(chǎn)生的凈電荷的影響，和與測量池摩擦產(chǎn)生的凈電荷的影響，不能充分減少電極表面摩擦靜電荷的影不能充分減少電極表面摩擦靜電荷的影響，只有靠低流速盡量減少電極表面摩響，只有靠低流速盡量減少電極表面摩擦靜電荷的影響?？刹捎脠D擦靜電荷的影響?？刹捎脠D2所示的溢所示的溢流穩(wěn)壓裝置保持進(jìn)入測量池的水樣流速流穩(wěn)壓裝置保持進(jìn)入測量池的水樣流速穩(wěn)定和低流速。穩(wěn)定和低流速。溢流穩(wěn)壓裝置溢流穩(wěn)壓裝置（返回）測量池測量池液面液面水樣進(jìn)口水樣進(jìn)口水樣出水樣出口口溢流穩(wěn)壓溢流穩(wěn)壓池池溢流口溢流口水樣來水水樣來水解決辦法解決辦法(3) 增加水的電導(dǎo)率；即向水中添加中性鹽，增加水的電導(dǎo)率；即向水中添加中性鹽，如