pH计（共7篇）
pH计 篇1
摘要：科技要发展, 计量要先行。计量在社会的发展中起着至关重要的作用。化学计量更是其中不可或缺的一部分。本文从化学计量中一个基本仪器——pH计的角度, 进行了分析。
关键词：化学,计量,pH计
1 化学计量
化学计量是指有关化学组成、化学变化中, 量和能量的关系及其计算。其出发点是原子论、质能守恒定律及一些化学的基本定律。化学计量包括反应物和产物量的计算、化学平衡的计算、化学反应速率的计算、化学反应中能量的计算等。而p H计作为化学仪器的最基础的设备, 在化学计量方面具有典型的代表作用。
2 p H
什么是p H?p H是拉丁文“Pondus hydrogenii”一词的缩写 (Pondus=压强、压力, hydrogenium=氢) , 用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的, 但不是没有离子, 即使化学纯水也有微量被电离, 形成水合氢离子和水合氢氧根离子:
H2O+H2O=H3O++OHˉ, 由于水合氢离子 (H3O+) 的浓度是与氢离子 (H+) 浓度等同看待, 上式可以简化成下述常用的形式:H2O=H++OHˉ
利用质量守恒定律, 对于纯水的电离可以找到一平衡常数加以表示:K=H3O+×OH-—————H2O
由于水只有极少量被电离, 因此水的浓度实际为一常数, 并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。
KW=H3O+·OH-=10-7·10-7=10-14mol/l (25℃)
也就是说对于一升纯水在25℃时存在10-7摩尔H3O+离子和10-7摩尔OHˉ离子。
在中性溶液中, 氢离子H+和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10-7mol/l。如:
假如有过量的氢离子H+, 则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H+游离的物质。同样, 如果使OHˉ离子游离, 那么溶液就是碱性的。所以, 给出H+值就足以表示溶液的特性, 呈酸性还是碱性, 为了免于用此分子浓度负幂指数进行运算, 生物学家泽伦森 (Soernsen) 在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替, 并定义为“p H值”。数学上定义p H值为氢离子浓度的常用对数负值。即p H=-log[H+]。
因此, p H值是离子浓度以10为底的对数的负数。
3 p H计
p H计, 又称作p H酸度计或者酸度计, 是利用化学上的原电池的原理工作的。是用来测定溶液p H的一种仪器, 利用溶液的电化学性质测量氢离子浓度, 以确定溶液的p H值。用酸度计进行电位测量是测量p H最精密的方法。
p H计由三个部件构成:
(1) 一个参比电极;参比电极的基本功能是维持一个恒定的电位, 作为测量各种偏离电位的对照。银-氧化银电极是目前p H中最常用的参比电极。
(2) 一个玻璃电极, 其电位取决于周围溶液的p H;玻璃电极的功能是建立一个对所测量溶液的氢离子活度发生变化作出反应的电位差。
(3) 一个电流计, 该电流计能在电阻极大的电路中测量出微小的电位差。把对p H敏感的玻璃电极和参比电极放在同一溶液中, 就组成一个原电池, 该电池的电位是玻璃电极和参比电极电位的代数和, E电池=E参比+E玻璃。如果温度恒定, 这个电池的电位随待测溶液的p H变化而变化, 而测量酸度计中的电池产生的电位是困难的, 因其电动势非常小, 且电路的阻抗又非常大;因此, 必须把信号放大, 使其足以推动标准毫伏表或毫安表。电流计的功能就是将原电池的电位放大若干倍, 放大了的信号通过电表显示出, 电表指针偏转的程度表示其推动的信号的强度, 为了使用上的需要, p H电流表的表盘刻有相应的p H数值;而数字式p H计则直接以数字显出p H值。
p H计在使用前均需用标准缓冲液进行校准。一般实验室中采用一点校准和二点校准。
酸度计的一点校准:
对于测量精度在0.lp H以下的样品, 可以采用一点校准方法调整仪器, 一般选用p H6.86或p H7.00标准缓冲液。具体操作步骤如下:
(1) 配好标准缓冲溶液并测量标准缓冲液温度, 查资料确定该温度下的p H值, 将温度补偿旋钮调节到该温度下。
(2) 将电极用纯水冲洗干净, 用滤纸将电极水珠擦去。
(3) 将电极浸入缓冲溶液晃动后静止放置, 待读数稳定后, 调节定位旋钮使仪器显示值为查资料所得的p H值。
(4) 取出电极, 用纯水冲洗干净。
酸度计的二点校准:
精密级的p H计, 除了设有“定位”和“温度补偿”调节外, 还设有电极“斜率”调节, 它就需要用二种标准缓冲液进行校准。一般先以p H=6.86进行“定位”校准, 然后根据测试溶液的酸碱情况, 选用p H=4.00 (酸性) 或p H=9.18 (碱性) 缓冲溶液进行“斜率”校正。
具体操作步骤为:
(1) 测量p H=6.86标准溶液温度, 将电极洗净并擦干, 浸入到标准溶液中, 仪器温度补偿旋钮置于溶液温度处。待示值稳定后, 调节定位旋钮使仪器示值为6.86。
(2) 取出电极用纯水洗净并擦干, 浸入第二种标准溶液中。待示值稳定后, 调节仪器斜率旋钮, 使仪器示值为第二种标准溶液的p H值。
(3) 取出电极洗净并擦干, 再浸入p H=6.86缓冲溶液中。如果误差超过0.02p H, 则重复第 (1) 、 (2) 步骤, 直至在二种标准溶液中不需要调节旋钮都能显示正确p H值。
4 p H计的应用
近年来, 化学计量得到了飞速发展, 而p H作为化学计量中一个重要的基础组成部分, 在很多方面需要控制溶液的p H。p H计被广泛应用于环保、污水处理、科研、制药、发酵、化工、养殖、自来水等领域。该仪器也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证中的必备检验设备。
参考文献
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[3]陆品桢.带自诊断功能的pH计[J].仪器仪表与分析监测, 1994 (01) .
pH计 篇2
4、有关pH的简单计算
【例12】25℃，将pH＝9与pH＝12的两种强碱溶液等体积混合，求混合后溶液的pH
结论:⑷强碱与强碱混合：先计算溶液中，再根据Kw计算溶液中，再运用pH定义式
注意：①等体积混合时，pH混(pH1＋pH2)/2 ②当△pH≥2 pH混＝
【例13】25℃，0.2 mol/L HCl溶液与0.5 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合，求混合后溶液的pH 【例14】 25℃，将pH＝2与pH＝11的强酸和强碱溶液等体积混合，求混合后溶液的pH
【例15】 25℃，pH=1强酸溶液和pH=13的强碱溶液等体积混合，求混合后溶液的pH
结论：⑸强酸强碱混合溶液，应先比较n(H)和n(OH)大小
若n(H)＞n(OH)，则酸过量，先求剩余，再求pH 若n(OH)＞n(H)，则碱过量，先求余，再利用_______求 最后求pH。【例16】用纯水稀释pH＝4的盐酸溶液至⑴ 10倍 ⑵ 100倍 ⑶ 1000倍 ⑷ 100000倍
求稀释后溶液的pH。
【例17】pH＝4的CH3COOH溶液稀释100倍，求稀释后溶液的pH变化范围
【例18】25℃，用纯水稀释pH=10的NaOH溶液至⑴ 10倍 ⑵ 100倍 ⑶ 1000倍 ⑷ 100000倍求稀释后溶液的pH。
【例19】 25℃，pH=13的NH3·H2O溶液稀释100倍，求稀释后溶液的pH变化范围 －＋＋－
＋
－
结论：（6）稀释问题
① 若将强酸冲稀10，pH增大 个单位，若弱酸稀释则
但若无限冲稀，pH接近于 但
②若将强碱冲稀10，pH减小 个单位。若是弱碱稀释则
但若无限冲稀，pH接近于 但 练习
1、甲、乙两溶液的pH值分别为6和8，下列叙述中不正确的是 A．甲的H数目是乙的100倍
C．乙不可能是稀醋酸
+nn
B．甲不可能是稀氨水
D．甲不可能是强酸溶液，乙不可能是强碱溶液
2、将pH＝3的H2SO4溶液和pH＝12的NaOH溶液混和，若使混和后溶液的pH＝7，则 H2SO4溶液和NaOH溶液的体积比是
A．1︰20 B．1︰10 C．20︰1 D．10︰1 3、1体积pH＝2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH为 A．9.0 B．9.5 C．10.5 D．11.0
4、现有pH＝a和pH＝b的两种NaOH溶液，已知b＝a＋2，将两种溶液等体积混和后，所 得溶液的pH值接近于
A．a－lg2 B．b－lg2 C．a＋lg2 D．b＋lg2
5、对重水也可用定义pH一样定义pD＝－lgc(D)，现已知重水的离子积为1.6×10下关于pD的叙述正确的是 A．中性溶液pD等于7 B．在D2O中溶解0.01mol DCl配成1升溶液，则pD等于2.0 C．在D2O中溶解0.01mol NaOD配成1升溶液，则pD等于12.0 D．当由重水电离出来的c(D)等于10
+
—1
3+
—1
5，以
mol/L时，溶液的pD等于1或13
6、为更好表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度（AG）的概念，AG＝lg，则下列叙述正确的是 A．中性溶液的AG＝0
B．常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG＝12 C．酸性溶液的AG＜0
D．常温下0.lmol/L盐酸溶液的AG＝12
7、在25℃时，水的离子积常数KW＝1×10
—1
4，在100℃时，KW＝1×10
—1，说明
A．水的电离过程是一个吸热过程
B．100℃时，KW较大
C．KW 与电离平衡无直接关系
+
+D．25℃时的c(H)比100℃的时c(H)大
8、往纯水中加入下列物质，能使水的电离平衡发生移动的是 A．NaCl固体
B．NaOH固体 C．乙醇
pH计 篇3
在湿法脱硫中,pH计作为工艺控制流程重要的测量工具,被应用于吸收塔石膏浆液酸碱度测量上。通过pH计可以实时监测脱硫系统是否有足量或过量的石灰石浆液与烟气充分反应,合适的pH值可以使石灰石浆液与烟气发生充分的化学反应,让脱硫系统中的石膏浆液顺利结晶成型;其测量的准确性直接影响整个脱硫系统安全、经济运行。由于脱硫系统石灰石、石膏浆液不但含有氯离子,颗粒度较大,而且极易结垢,对pH电极冲刷、磨损很严重。部分脱硫项目投运后,pH计在测量方面出现pH测量值漂移大、测量不准确、电极冲洗不干净、电极易损坏的通病,使之成为脱硫系统分析测量中的难点。王滩发电公司湿法脱硫系统投产4a以来,通过对pH计安装方式的逐步改进,解决了pH计磨损、结垢、在线冲洗问题,实现了pH计稳定测量,延长了pH计电极的使用寿命。
1pH计测量在脱硫系统中的重要性
通常,湿法脱硫吸收塔系统中设置2台pH计,正常运行时一般取2台pH计测量值的平均值,并用于吸收塔石灰石浆液投加的闭环自动控制。一般把吸收塔pH值设在5.0～6.0,系统自动比较测量值与设定值的大小。若测量pH值小于设定pH值,则需加大进入吸收塔石灰石浆液流量,即增加石灰石浆液进入吸收塔调节阀的开度,投加石灰石浆液;反之,若测量pH值大于设定pH值,则需减小进入吸收塔石灰石浆液流量,即减小石灰石浆液进吸收塔调节阀的开度,适当减少石灰石浆液。
在吸收塔内,吸收浆液与烟气产生高效充分的气–液接触,烟气中的二氧化硫与浆液中的石灰石浆液发生一系列化学反应。将二氧化硫从烟气中去除,反应产物被进入的空气氧化,最终产物为石膏。该工艺化学反应为
吸收:SO2 (气)→SO2(液)+H2O→H++
HSO-3→2H++SO
溶解:CaCO3(固)+H+→Ca2++HCO-3;
中和:HCO-3+H+→CO2(气)+H2O;
氧化:HSO-3+1/2O2→SO
1/2O2→SO
结晶:Ca2++SO
1/2H2O(固);
Ca2++SO
2H2O(固)。
从化学反应方程来看,较高的pH值意味着浆液中石灰石的浓度很高,有利于SO2的吸收。为了保证较高的SO2吸收速率,吸收塔中的pH值通过不断加入石灰石进行补充控制。并非pH值越高越好,高pH值的浆液有利于SO2的吸收,而低的pH值则有助于Ca的析出,二者相互对立。在一定范围内,随着吸收塔浆液pH值的升高,脱硫效率呈上升趋势,高pH值意味着浆液中有较多的CaCO3存在,对脱硫当然有益。但pH>5.8后,脱硫效率不会继续升高,反而降低,原因是随着H+浓度的降低,Ca的析出越来越困难;当pH=5.9时,浆液中的CaCO3含量达到3%,而CaSO4 · 2H2O的含量也低于90%,显然此时SO2与吸收浆液的反应不彻底,既浪费了石灰石,又降低了石膏的质量;pH值再下降时,CaSO4·2H2O的含量又回升,CaCO3则降低。因此,浆液pH值既不能太高又不能太低 ,一般情况下,控制吸收塔浆液pH值为5.4～5.5,能使脱硫反应的钙硫比保持在 1.03左右,获得较为理想的脱硫效率。
由此可见,可靠稳定的pH计测量对脱硫系统不仅有保证脱硫效率有重要的意义,而且可以促使脱硫系统经济运行,保证石膏浆液及副产品石膏品质。
2 石膏排出泵出口管道安装pH计测量取样系统
王滩电厂在石膏排出泵出口管道上设置测量管道回流吸收塔,pH电极则直接插在测量管道内,同时安装有电动切换阀、气动冲洗水阀,便于在线自动冲洗。这种安装方式的优点是测量实时、准确性较高、在线自动冲洗方便,缺点是石膏排出泵需要长期运行才能取样,从节能的角度来说不可取,而且浆液流速较快,对测量管道、pH 计电极冲刷严重,电极寿命较短,会产生昂贵的备件费用。由于石膏排出泵出口管道安装pH计测量取样系统的方式成本普遍过高,而且缺陷频繁发生,因此运行几个月后便不被采用。
3改进型pH计测量取样系统
为了解决测量中pH 电极易结垢、易磨损的通病,在仪表厂家提供的pH计基础上,通过增加一些附属设备,对pH 计的安装及测量在一定程度上进行改进。
3.1改进方式一
该方式的pH电极采用直接插入式,即把pH 计斜插入吸收塔浆液池内,同时配有专门针对电极的冲洗管路,实现了既可将电极在线冲洗干净,又保证了pH 测量值的实时性。pH 计电极基本没有出现磨损、冲刷的问题,延长了pH 计使用寿命。不足之处是浆液流动较慢,pH 计测量的精确性、及时性不佳,有滞后现象。电极需要频繁通过pH 计自身所带隔离阀门抽出和插入,对阀门的密封性要求很高,可能出现的密封不好而造成浆液渗漏情况。与其它方式比较,维护工作量较大,准确性不高。
3.2改进方式二
王滩电厂湿法脱硫pH计测量取样系统如图1所示。从图1可以看出,通过在吸收塔中下部预留的测点引流,让浆液直接排至就近地沟,进而排到脱硫系统排放坑中进行回收再利用,可在接口处设置运行人员取样点,方便手工测量校对。吸收塔运行液位一般在10 m左右,pH计取样测点位置在5 m左右,这样pH计取样测点处至少可以保持5 m水柱压力,吸收塔内石膏浆液可以通过测量管路源源不断通过电极,保证测量的准确性,石膏浆液流速较慢对电极没有损伤,不必附加在石膏排出泵等其它设备和管道上,起到了节能作用。
由于该方法容易造成渗漏点,需要将管道走向保持适当的仰角,这样浆液自然会上升经过pH 电极,以便浆液能够完全浸没电极探头,并可手动调节至地沟浆液管阀门开度大小,控制其至地沟流量。将2个pH电极直接插在浆液测量管路上,在测量管路的进出口设置2个阀门, 并设置冲洗水管
及阀门,根据需要可向吸收塔、地坑双向冲洗,以期达到离线冲洗的目的。需要冲洗时,运行维护人员可先关闭其中1个进出口阀,不用将电极抽出,直接反冲洗干净即可。采用同样方式也可向吸收塔方向冲洗,防止测量管路入口堵塞。若需要提高设备自动化水平,则可以将浆液、冲洗水管路阀门设置成电动或气动阀门,自动控制反冲洗。
3.3其它安装测量方式
随着脱硫工艺流程的日趋成熟,可考虑采用直接从吸收塔浆液循环泵管道适当处引出测量支管,安装pH计,然后回流至吸收塔等新的取样方式。此种测量方式可保证pH测量值的实时性,减缓浆液对pH电极的磨损,从而延长电极的使用寿命。
4结论
实践证明,改进的pH计安装方式减轻了pH计的磨损,延长了pH计使用寿命,而且提高了pH值测量的准确性,保证了脱硫系统的可靠稳定运行。
参考文献
[1]周至祥,段建中,薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].北京:化学工业出版社,2007.
pH计 篇4
在甲醛的常量分析滴定法中, 用亚硫酸钠与甲醛进行加成反应, 释放出氢氧化钠, 然后用硫酸中和滴定即可测定出甲醛的含量, 不过作为微量醛类的分析, 该滴定法会产生较大的误差。那怕是微量的醛类与亚硫酸钠缩合后, 所释放出来的氢氧化钠在溶液中亦可引发pH定量的变化, 若以该pH值的变化作为测定方法的响应指标去测定释放出来之微量的氢氧化钠, 即可构建一种新颖、快捷的白酒中总醛定量的测定方法。
1 实验
1.1 原理
酒中微量的醛与亚硫酸钠加成后, 释放出氢氧化钠, 引起水中pH的变化。以pH的变化为测定方法的响应指标即可对酒中总醛的量进行定量测定。
HCHO + Na2SO3 + H2O → H2C (OH) SO3Na + NaOH
1.2 主要试剂与仪器
PHS-3C精密pH计 (用前须标定) 。无醛乙醇 (制备) [4]:取1500 mL乙醇置于2000 mL蒸馏烧瓶中, 加入15 g 2, 4-二硝基苯肼、0.75 mL浓盐酸及几粒沸石, 回流4 h并放置4 h, 再将冷凝器改换为精馏柱, 缓缓精馏, 弃去初始流出液100 mL左右及剩余液约200 mL黄色溶液, 收集中间馏分, 充氮气密封于棕色瓶中。蒸馏液应清澈透明、无色, 否则应重新蒸馏。亚硫酸钠溶液 (0.1000 mol·L-1) :6.3020 g亚硫酸钠溶液溶于50 mL水中, 转移至500 mL容量瓶中, 用去离子水稀释到刻度。氢氧化钾-乙醇溶液 (100 g·L-1) :10.0g氢氧化钾溶于20.0 mL水中, 转移至100 mL容量瓶中, 用无醛乙醇稀释至刻度, 混匀。甲醛标准溶液:配制10 g·L-1甲醛储备液, 用碘量法标定, 用时稀释成1.000 g·L-1的工作溶液。试剂均为分析纯, 水为二次蒸馏水。
1.3 实验方法
准确吸取1.000 g·L-1甲醛标准溶液2.0 mL, 移入100 mL容量瓶中, 依次加入50.0 mL无醛乙醇、加入10.0 mL亚硫酸钠溶液 (0.1000 mol·L-1) , 用水稀释至刻度, 混匀, 静置10 min。然后在50 mL的烧杯中用PHS-3C精密pH计测定溶液的pH值, 以试剂空白为参比。指标值为测定溶液的pH值减去试剂空白的pH值。
2 结果与讨论
2.1 亚硫酸钠溶液的用量
本文标准曲线甲醛总量的上限是10.0 mg (0.3330 mmol) , 为了让反应趋于完全, 在这里让亚硫酸钠过量, 亚硫酸钠的用量 (物质的量) 取甲醛总量 (物质的量) 的3倍, 故0.1000 mol·L-1亚硫酸钠溶液用量为10 mL。
2.2 亚硫酸钠用量不同时试剂空白的影响
尽管亚硫酸钠的量始终保持过量3倍以上, 但做标准曲线时, 不同甲醛的量, 消耗亚硫酸钠的量是不一样的, 故需要考察试剂空白中亚硫钠浓度的变化对pH影响。考察的方法是在100 mL的容量瓶中加入50 mL无醛酒精, 接着加一定体积 (5, 6, 7, 8, 9, 10 mL) 的0.1000 mol·L-1亚硫酸钠溶液, 然后再用蒸馏水稀释到刻度, 摇匀放置10 min后测定pH, 其结果见表1。由表1可见0.1000 mol·L-1亚硫酸钠溶液用量在5～10 mL之间时, 其50%无醛酒精溶液的pH没有变化。
2.3 反应时间的影响
对本法的反应时间进行了考察。考察的方法是在100 mL的容量瓶中加入50 mL无醛酒精, 接着1.000 g·L-1甲醛标准溶液6 mL, 0.1000 mol·L-1亚硫酸钠溶液10 mL, 然后再用蒸馏水稀释到刻度, 摇匀放置一定的时间 (5, 10, 15, 20, 25, 30 min) 后测定pH, 其结果见表2。由表2可见, 室温下反应时间在5～30 min之间, 其反应体系溶解的pH没有变化, 说明反应已趋于完全。
2.4 标准曲线的绘制
移取一系列1.000 g·L-1甲醛标准溶液0.0 mL, 1.0 mL, 2.0 mL, 4.0 mL, 6.0 mL, 8.0 mL, 10.0 mL (相当于甲醛总量 0.0 mg, 1.0 mg, 2.0 mg, 4.0 mg, 6.0 mg, 8.0 mg, 10.0 mg) 。按实验方法测定各溶液的pH值, 并计算出相应的氢氧根离子的浓度 (C) , 以总醛 (以甲醛计) 含量 (mg) 为横坐标, ΔC (ΔC=C测定值-C空白) 为纵坐标。绘制工作曲线如图1所示, 该图对应的线性方程及参数为:C=-0.0094+0.0333×X, R=0.9994, SD=0.04456。
该方法的线性范围10～100 mg·L-1, 检出限4.0 mg·L-1。
2.5 样品测定
选择市售白酒4种编号为1号、2号、3号、4号, 准确移取试样各50.0 mL, 用氢氧化钾-乙醇溶液把白酒的pH调到7, 然后按试验方法测定试样的pH值, 并计算出试样与空白的氢氧根离子的浓度差 (ΔC) , 从标准曲线查出醛的含量 (相当于甲醛含量) , 总醛量分别为 18, 23, 30, 39 mg·L-1。同时进行回收试验, 结果见表2。由测定结果可知, 本法灵敏度较高, 操作简单, 是一种测定白酒中醛类物质含量的简单、快捷、可行性方法。
X1:以甲醛计的总醛量;X2:加入的标量;X3:测得值;X4:回收率
参考文献
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pH计 篇5
1 pH计的组成部分
实验室pH (酸度) 计主要由测量电极和电计两部分组成。 电计由阻抗转换器、 放大器、 功能调节器和显示器等部分组成。 测量电极包括指示电极和参比电极, 常用的指示电极有玻璃电极、 氢电极、 氢醌电极、 锑电极等; 参比电极主要指外参比电极。
2 pH计的常见故障
2.1 检查电计功能使用情况
pH计出错的常见情况有读数超范围及读数不变化, 确定读数是否准确的方法如下:
(1) 检查pH计显示屏是否显示读数, 否则检查电源情况;
(2) 将pH计切换至m V挡, 使用随机的短路传感器插入输入口检查电位, 读数应为0mV左右;
(3) 使用pH模拟器检查pH值分别为4.01、 7.00、9.21 时对应的毫伏值, 大约分别为+180 mV、 0 mV和-130 mV。
如果上述步骤的显示都符合要求, 则可排除与电计有关的问题。
2.2 检查电极功能使用情况
(1) 在常温下测量缓冲液pH值为4.01 和7.00 时对应的毫伏值, 应分别为180 mV和0 mV。 如果信号不变或超出预期范围, 则电线有问题;
(2) 如果电极含有温度探头, 用其分别测定冰水和热水的温度: 应该显示的读数是: 冰水为 (0±1) ℃, 热水约为50 ℃。 如果信号不变, 则温度探头有问题;
(3) 更换电线并重新按上述步骤操作。 如果步骤1、 2 的显示符合要求, 则原有电线有问题; 如果步骤1的显示不符合要求, 则电极有问题。
上述步骤的显示值都符合要求, 则可排除与电线和温度探头有关的问题, 表明电极性能完好。
2.3 检查校准步骤
(1) 检查所使用的缓冲液组是否正确。 在pH计中可选择缓冲液组, 然后按照要求进行校准;
(2) 确保按照缓冲液的正确顺序校准。 大部分pH计都具有自动识别缓冲液的功能。
应使用新鲜的缓冲液, 因为缓冲液的保质期是有限的, 一旦开封使用, 则其必须在一星期内用完。
如果上述步骤能顺利操作, 则可排除与电极有关的问题。
2.4 检查电极性能
(1) 按要求校准电极, 所得的零点及斜率值应符合电极的技术指标。 一般情况下, 应获得下列数值:
零点: 0 mV;
斜率: 25 ℃时在-56 mV/pH和-59.2 mV/pH间 (斜率值95%~100%) ;
(2) 检查电极响应时间。 将电极浸入另一pH值的缓冲溶液后30s并搅拌, 电极的电位在接下来的30s内变化量不应超出2 mV。
上述两步骤的显示如果不符合要求, 则电极有问题; 如符合要求, 则可排除与pH计电极有关的问题。
3 结束语
以上是作者根据多年检测经验的积累总结出的故障判断和排除方法。 当然, 实际出现的问题还有很多, 需要积累更多的经验予以解决。 值得提出的是, pH计的电极使用寿命为一年, 需要定期更换; pH电极的传感器部分需要浸泡在随机带的溶液中, 或者自行配制, 这样可以保持电极以及pH计的测量结果准确。
摘要：pH计是常见的化学分析仪器, 使用频繁, 出现小故障的几率比较大, 需要操作人员掌握基本的故障排除方法, 结合使用经验, 解决日常工作中的小问题。根据多年的检测经验, 将可能出现的问题进行了归类, 给出了确定和排除pH计测量中常见问题的方法。
关键词：pH (酸度) 计,常见问题,排除方法
参考文献
pH计 篇6
某电厂4*300MW机组烟气脱硫工程采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺, 文丘里结构的吸收塔, 一炉一塔, 设有GGH, 每套吸收塔的烟气处理能力为一台锅炉BMCR工况时100%的烟气量, 脱硫率大于92%。
2. 脱硫浆液系统PH测量的重要性及系统介绍
该脱硫工程的脱硫主要是通过吸收塔进行的, 当随着烟气中的SO2成分被吸收塔所吸收, 吸收塔的PH值将迅速降低, 从而造成吸收塔烟气中SO2的吸收性能减弱。因此, PH值的稳定要求随时通过供给石灰石浆液保持。PH值调节系统以吸收塔浆液作为主调量, 原烟气的含SO2量与至吸收塔的石灰石量的偏差作为副调量的比率串级控制。
PH自动调节系统未能投入自动的是由于影响的因素比较多并较为复杂。到目前止, 4台脱硫系统的浆液PH值自动调节系统尚未能投入。
呈酸性的SO2气体需要碱性溶液才能有效除去, 石灰石在反应池中的分解可获取所需的碱性溶液。由于PH值可测出溶液的酸碱度, 它提供了一种控制SO2除去量的方法。因此在FGD运行中, PH值是一个十分重要的参数。但是如果PH值过高, 会导致: (1) 脱硫反应中间产物来硫酸钙和亚硫酸氢钙的溶解度减少, 氧化反应严重受阻, 最终使脱硫反应无法进行; (2) 吸收塔浆液中的碳酸钙过剩, 致使石膏纯度降低; (3) 增加石灰石消耗, 使成本增加。而如果PH值过低会严重阻碍SO2的吸收, 不利于脱硫的进行, 当PH值小于4时, 浆液几乎不能吸收SO2。因此PH值应保持在一个最佳范围。下表1为#1机组168试运行运行期间吸收塔浆液分析结果。
脱硫系统吸收塔中的最佳PH值在5.3-5.8之间, 如果PH值过高, 脱硫率可能会突然下降。其原因是由于PH值过高, 吸收塔池中的氧化不再进行。在这种情况下, 吸收塔中产生的是亚硫酸钙CASO3*1/2H2O而不是硫酸钙CASO4*2H2O, 结果是石灰石不再溶解, 尽管PH值很高, 脱硫不再进行。如果发生这种现象, 一种可能的补救方法是短时间停止吸收剂供应从而降低PH值。通过这种方法亚硫酸钙又被转换为石膏, 从而使得吸收塔又开始工作。过高PH值的另一个不利因素是随产物排出的石灰石量也增大, 这导致石灰石消耗量更大, 从而加大运行费用。除了上述情况以外, 石膏中过大的石灰石含量将降低石膏纯度, 这也是石膏的购买者所不希望的。所以针对PH值设定, 在FGD系统高负荷运行中, 设定在5.5～5.8;当FGD系统负荷较低时, 设定在5.3～5.5。
以#1机组为例, 脱硫浆液系统在线PH表选型为E+H, CPM253型, 电极为带内置温度传感器的OrbisintⅡ型电极。图1为原#1机组PH1表测量取样回路示意图, 电极直接接触到的是没有经过过滤的粗浆液, 在线PH表自动冲洗回路, 全部过程由PH表本身自带的功能来控制, 没有引入DCS系统控制。自动冲洗按每15分钟冲洗10秒钟来设置, 测量值自保持时间设为30秒。当自动冲洗时, 电极测量筒电极弹出控制气路接通, 电极测量筒内电极弹出, 电极冲洗进水电磁阀自动打开, 进入工艺水冲洗电极, 自动冲洗结束后, 电极测量筒电极回位控制气路接通, 电极测量筒内电极回位, 关闭电极冲洗进水电磁阀, 恢复正常检测工况。
3. 该系统存在问题
但脱硫系统投产至今, 石膏浆液在线PH表一直没能正常投运。主要原因是PH表传感器安装位置不合理导致, PH表测量传感器安装在吸收塔石膏浆液返回管上, 受到高压力冲击, 电极脆弱部位经常被冲断, 电极寿命大大缩短, 更换电极频率特别高。从近3个月电极损坏的情况看, 四套脱硫系统共有15次PH表缺陷, 大部分故障是由于电极损坏引起。按每支电极6000元计算, 近3个月的电极缺陷更换备品的设备费高达八、九万元, 而现在更是到无备品可换的地步。
4. 调研
经过对四家电厂脱硫系统有关浆液PH值检测系统进行了考察, 认为其中某一电厂脱硫系统在线PH表取样点的选择及自动冲洗附属设备的设计考虑比较有特色。一方面考虑了电极处在低压力的工况下工作, 因为电极安装在吸收塔内的引出管, 压力相对比较低。同时, 电极传感器前还加装有减压阀, 经电极传感器出来的浆液又是排下地沟的, 整个回路的压力都比较低。另一方面, 还考虑了减轻粗浆液对电极敏感膜的冲擦, 在电极测量筒内装有过滤器。还有一个最大的特点是, 电极处在吸收塔的下方, 电极经常保持有浆液浸着, 可以避免电极因干结而导致损坏。再有就是电极安装在搅拌器的旁边, 浆液的流动相对比较均匀, 检测的结果比较接近实际值。由于电极安装在地面运行层, 十分方便检修人员从事日常的检修和频繁的维护工作。总的来讲, 我们认为某电厂脱硫系统的在线PH表取样点的选择位置及其成功的改进之处值得借鉴。图2为某一电厂脱硫系统PH测量取样回路图。
5. 改造方案
经过综合考虑, 决定从吸收塔内选取具有代表性的A侧、D侧作为取样点, PH1、PH2取样点处在同一高度上, 取样点离地面高度为1250mm, 引出浆液后经过减压、过滤和可靠的电极冲洗过程, 以确保可靠准确地测量脱硫系统石膏浆液的PH值。由于原PH计测量系统自动冲洗后, PH测量值自动保持30秒, 但经查询历史曲线, 自动冲洗后, PH值测量曲线大约还有一至两分钟的波动, 现将自保持时间延长, PH表自动冲洗时间, 按每15分钟冲洗10秒钟来设置, PH计测量值自保持时间设为2分钟。冲洗工艺水的压力, 控制在0.25～0.3 Mpa之间。
改造后的示意图, 见图3。
6. 改造效果
#1机组脱硫浆液系统在线PH计测量取样回路于2008年5月机组大修时进行了改造, #3机组于2008年10月机组小修期间进行了改造, 另外, 通过建立制度, 保证在线PH计标定时间间隔为两周, 保证PH计测量值的持续准确。现在, 在线PH计测量值的稳定可靠基本达到了预期的效果。表现在 (1) #1、#3机组脱硫浆液系统在线PH计缺陷率大大降低, 电极寿命大大延长, #1机组PH计测量电极已连续运行了半年以上, 均测量正常。2) 运行人员每天进行的吸收塔浆液PH值人工测定与在线PH计的测量值基本吻合。
摘要：阐述了某电厂烟所脱硫浆液系统在线PH计的测量取样回路及在线PH计缺陷故障多的原因, 将原测量取样回路进行了改造优化。
关键词：在线PH计,电极,损坏,取样回路,改造
参考文献
粗H2O2在线PH计稳定性提高 篇7
关键词：双氧水,在线PH计,生产,酸碱度
1 现有技术状况及其存在的缺点
从双氧水生产发展过程可以了解到其生产方式是如同大多数事物的发展一样:从复杂到简单的历程, 目前主要生产方法有碱性制备法、酸性中和法、硫酸电解法和2—乙基蒽醌法。
1.1 碱性过氧化氢制法工艺
生产碱性过氧化氢主要使用的是含醌空气电极, 具体而言就是每对电极组成是由阳极板、塑料网、阳离子隔膜以及含醒空气阴极, 该方法的电极工作区的上、下两端设有分配室用于进入流体和收集室用来排出流体, 为了控制其流量, 流体进口处都设有节流孔, 其中多组元电极采用有限制的偶极串联接法, 加长阳极循环碱水进、出口用的塑料软管后再接至集液总管, 多组元电极组由单元极板组装。
1.2 磷酸中和法生产工艺
该方法首先是对于过氧化钠溶液进行中和处理, 具体是采用磷酸或磷酸二氢钠将过氧化钠水溶液中和至p H9.0到9.7, 呈现弱碱性, 使混合溶液中生成大量的磷酸氢钠和双氧水;接着对混合液进行降温处理, 将混合液降温冷却到正5, 再到负5摄氏度, 目的在于将绝大部分磷酸氢钠以十水磷酸钠水合物形式析出, 接着使用离心分离器, 将生成的混合液进行离心分离, 即将十水磷酸钠水合物分离出来, 最后的混合液中只含有少量的少量磷酸氢钠大部分都是过氧化氢水溶液, 将这种混合液进行蒸发和分馏, 可以得到约30%双氧水产品。
1.3 电解硫酸法生产工艺
该方法相对最简单, 采用电解法电解浓度为60%的硫酸, 可以得到过二硫酸, 接着采取水解就可以得到浓度为95%的双氧水溶液, 当然该方法存在一定的危险性。
1.4 一乙基蒽醌法生产工艺
目前已经工业化的生产方式是采用2一乙基蒽醌 (EAQ) 法进行生产。2一乙基蒽醌处于一定温度与压力下, 与氢气通过特定的催化剂作用, 发生化学反应最终反应生成2一乙基氢蒽醌, 2一乙基氢蒽醌能在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应后, 就可以生成2一乙基蒽醌和过氧化氢。该方法简单, 不会造成浪费, 相当于氢与氧生成了双氧水。
从上述的四种工艺方案可知, 在双氧水生产工艺过程中, 工艺上需要对双氧水稳定性的指标进行时刻监控, 即对双氧水的酸度和PH值两个指标进行时刻监控, 同时这两个指标也是后续纯化工艺的基本要求与重要的参数, 假如双氧水的酸度和PH控制过程出现问题, 会造成大量的双氧水分解, 将会产生非常严重的工艺安全事故;同时在纯化和蒸馏的过程中, 如果其PH控制不好, 会造成大量的双氧水的年费, 降低纯化的效果。
与此同时酸碱度合适与否, 不仅仅对双氧水的生产反应有着影响, 而且还对生产安全有着重要影响。因此在生产过程中必须严格控制好工作液碱度、氧化液酸度以及萃取液酸度, 还要避免干燥塔的大量带碱, 尤其是要避免氧化液呈碱性, 这样才能能确保生产的稳定运行。
2 在线PH计的结构和工作原理
在双氧水的生产工艺流程中, 我们常常使用在线PH计来实时监控双氧水的酸度和PH。
在线PH计, 其检测原理在于电化学原理, 其检测方式一般为扩散式或吸入等方式, 具体而言在于目标溶液 (H2O2溶液) 进入探头后, 探头内部的传感器会迅速感应信号并基于目标溶液 (H2O2溶液) 的浓度产生相应的反馈电量信号。其数值的大小通常用电位法测量, 即采参比电极其有用恒定电位和一个测量电极组成原电池, 该原电池电动势的大小不仅仅取决于待测溶液中氢离子的浓度的大小, 而且还取决于待测溶液的酸碱度。测量电极上有对PH值反应特别灵敏的特殊玻璃探头, 其是一种特殊玻璃制成的, 其具有导电性以及能渗透氢离子的能力。当玻璃探头和氢离子一接触, 就会马上产生感应电势, 其大小取决于氢离子的浓度, 其定量的计算公式为:
式中, U为探头电势值;U0为溶液为中性时的电势值;R是一个常数;T为绝对温度;n是H+=1时离子负载;H+-为氢离子活度;F为法拉第常数。
产生的电势是通过悬吊在氯化钾溶液中的银丝对照参比电极测到的, PH值不同, 决定了产生的对应电势的不同, 其电势大小经过PH变送器转换成标准信号4—20m A输出, 在线PH计测量系统见图1。
在线PH计一般都能够进行长时间的连续工作, 其广泛应用于石油化工、工业生产、冶炼锻造、资源能源、施工行业以及环境与环保行业, 能够在一定程度上满足现在工业生产的需求, 但是其检测过程相对比较复杂, 检测过程中相应的电极、电解液等等一系列的稳定性难以得到有效地保障, 经常会出现检测出来的H2O2的PH值不稳定的情况, 经常出现较大的偏差, 所以可信度较低, 进而会对后续工业生产过程造成不良的影响。为了有效地提高在线PH仪的稳定性, 我们可以采取一种简单可行的方案, 其检测使用的探针我们可以采用相应的技术在一种特定的溶液中因探针上H2O2浓度不同, 其在特殊溶液中探针上的电极的反应情况不同, 然后在根据在H2O2溶液中和在特殊溶液中的探针上电极的对比情况来进行标定, 进行对比或者校正待测溶液中的H2O2的浓度。该方法简单可行, 对设备没有特殊要求, 能够适应于任何情况下, 其技术原理图示如图2所示:
3 现场应用及效果
经过长时间的尝试与实践, 只要我们在保证特殊溶液的基础上, 作为比较的标准探针的质量是可靠而且检测结果相比于传统的在线PH计的结果是准确的、稳定的, 不会出现较大的波动以及没有出现结果错误的情况, 经过长时间的反复观察和不间断的取样对比, 我们发现改进后的整个在线监控的系统非常的稳定和准确度也得到了提升, 这样在双氧水生产过程中可以非常有效的利用在线PH计得到的数据进行生产上稳定剂的调整, 保证整个生产线可以稳定的安全的进行生产, 确保企业效益与利润。
4 结语
4.1 优化后在线PH计具有可靠性高、使用安装方便和抗干扰能力强等特点, 非常适合与双氧水生产线上的监控。优化后的在线PH计使用以来准确可靠, 自动记录的PH测量系统, 为后续生产提供了可靠数据。
4.2 该方案相对成本简单, 适应性强, 要求较少, 能够适合大面积的推广, 并能产生一定的效益。
参考文献
张显伦浅谈双氧水生产性质运用与工艺展望科技致富向导, 2014, 26:224-225.
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