ЛПЭМ 1 (Лабораторный практикум), страница 4
Описание файла
Файл "ЛПЭМ 1" внутри архива находится в папке "Лабораторный практикум". Документ из архива "Лабораторный практикум", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "экология" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МПУ. Не смотря на прямую связь этого архива с МПУ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "экология" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "ЛПЭМ 1"
Текст 4 страницы из документа "ЛПЭМ 1"
- метрологические характеристики средства измерения;
- результат поверки средства измерения;
- графики на миллиметровой бумаге статической ха-рактеристики Y = f(X) с её линейной или квадратичной аппроксимацией, зависимости = f(N) и = f (N), а также распределение относительной погрешности по диапазону измерения = f (Х);
- гистограмму распределения показаний средства из-мерения в одной точке измерения;
- статистический ряд распределения;
- проверку нормальности закона распределения пока-заний средства измерения в одной точке измерения.
-
Определение рН водных растворов
рН-метромЭКОТЕСТ-2000
Введение
Потенциометрия – один из электрохимических методов анализа, основанный на определении концентрации электролитов путём измерения потенциала электрода, погружённого в исследуемый раствор.
Потенциал (от лат. potentia – сила) – понятие, харак-теризующее физические силовые поля (электрическое, магнитное, гравитационное) и вообще поля векторных физических величин.
Метод потенциометрического измерения концентра-ции ионов в растворе основан на измерении разности электрических потенциалов двух специальных электро-дов, помещённых в испытуемый раствор, причём один электрод – вспомогательный – в процессе измерения имеет постоянный потенциал.
Потенциал Е отдельного электрода определяют по уравнению Нернста (W. Nernst – немецкий физико-химик, 1869 – 1941) через его стандартный (нормальный) потенциал Е0 и активность ионов а+, которые принимают участие в электродном процессе
где E0 – составляющая межфазной разности потенциалов, которая определяется свойствами электрода и не зависит от концентрации ионов в растворе; R – универсальная газовая постоянная; n – валентность иона; Т – абсолютная температура; F – число Фарадея ( M. Faraday – английский физик ХIХ века).
Уравнение Нернста, выведенное для узкого класса электрохимических систем металл – раствор катионов этого же металла, справедливо в значительно более широких пределах.
Потенциометрический метод наиболее широко применяют для определения активности ионов водорода, характеризующей кислотные или щелочные свойства раствора.
Появление водородных ионов в растворе вызвано диссоциацией (от лат. dissociatio - разъединение) части молекул воды, распадающихся на ионы водорода и гидроксила:
По закону действующих масс константа К равновесия реакции диссоциации воды равна K = . / .
Концентрация недиссоциированных молекул в воде настолько велика (55,5 М), что её можно считать постоянной, поэтому уравнение (5.2) упрощают: = 55,5 = . , где - константа, называемая ионным произведением воды, = 1,0∙10-14 при температуре 22 оС.
При диссоциации молекул воды ионы водорода и гидроксила образуются в равных количествах, следовательно, их концентрации одинаковы (нейтраль-ный раствор). Исходя из равенства концентраций и известной величины ионного произведения воды, имеем
Для более удобного выражения концентрации ионов водорода химик Зеренсен (P. Sarensen – датский физико-химик и биохимик) ввёл понятие pH (p – начальная буква датского слова Potenz – степень, H – химический символ водорода).
Водородный показатель рН – величина, характери-зующая концентрацию (активность) ионов водорода в растворах. Он численно равен десятичному логарифму концентрации ионов водорода , взятому с обратным знаком, т.е.
Водные растворы могут иметь рН в интервале от 1 до 15. В нейтральных растворах при температуре 22 оС рН = 7, в кислых рН < 7, в щелочных рН > 7.
При изменении температуры контролируемого раствора электродный потенциал стеклянного электрода меняется из-за наличия коэффициента S = 2,3∙ в уравнении (4.1). Вследствие этого одной и той же величине рН при разных температурах раствора соответствуют различные значения эдс электродной системы.
Зависимость эдс электродной системы от рН при разных температурах представляет собой пучок прямых (рис. 4.1), пересекающихся в одной точке. Эта точка соответствует величине рН раствора, при которой эдс электродной системы не зависит от температуры, её называют изопотенциальной (от греч. - равный, одинаковый и …потенциальная) точкой. Координаты изопотенциальной точки (ЕИ и рНИ) являются важнейшими характеристиками электродной системы. С учётом температуры статическая характеристика (4.1) примет вид
Е = ЕИ – (S0 + t)(рН – рНИ), (4.5)
где S0 = - крутизна статической характеристики при t = 0; = мВ/оС - температурный коэффициент S; t – температура раствора в оС.
Е
t1> t2>t3
t1
t2
t3
, мВ
ЕИ
рНИ рН
Рис. 4.1. Зависимость рН раствора от его температуры t
4.1. Анализатор жидкости ЭКОТЕСТ - 2000
Многопараметрический микропроцессорный анализа-тор жидкости ЭКОТЕСТ-2000 предназначен для измерения показателя активности рН, рХ, массовой С или молярной Сm концентрации ионов, окислительно-восстановительного потенциала Eh, температуры Т и концентрации кислорода в воде и водных средах.
Анализатор может быть использован также для определения биохимического потребления кислорода (БПК) и в качестве высокоомного милливольтметра при потенциометрическом титровании, проведении анализов методом стандартных добавок и других потенциометри-ческих измерений по соответствующим методикам выполнения измерений.
Анализатор может быть использован в химико-технологических, агрохимических, экологических и аналитических лабораториях для анализа природных и сточных вод, технологических растворов и водных экстрактов проб растительной и пищевой продукции.
Анализаторы могут применяться в промышленных, лабораторных и полевых условиях.
Измерительный преобразователь выполнен на основе микропроцессора с автономным питанием и представлением результатов измерений на жидко-кристаллическом дисплее.
Рабочие условия применения анализатора ЭКОТЕСТ-2000:
- температура окружающего воздуха, 0С 5 - 40
- относительная влажность воздуха при
25 0С, %, не более 90
- атмосферное давление, кПа 84 - 106,7
мм рт. ст. 630 - 800
- температура анализируемой среды, 0С 0 – 80.
Анализатор ЭКОТЕСТ-2000 имеет следующие режимы работы, диапазоны измерения и дискретность (см. табл. 4.1).
Таблица 4.1
Режимы работы анализатора ЭКОТЕСТ-2000
Режим работы | Измеряемая величина и единица измерения | Диапазон измерения величины | Дискрет- ность |
рН -метр-иономер | Активность ионов рХ рН | - 20... + 20 - 1... +14 | 0,01 |
Массовая концентрация С, мг/дм3 | 0,01 - 10000 | 0,01 | |
Молярная концентрация Сm, моль/дм3 | 10-3…104 | 10-3 | |
Эдс Е, мВ | -3200.. .+ 3200 | 0,1 | |
Термо-оксиметр | Кислород О2, мг/ дм3, % | 0 - 20 0 - 200 | 0,01 0,1 |
Температура t, °С | 0 - 35 | 0,1 | |
Вольтметр | Окислительно-восстановительный потенциал Eh, эдс, мВ | - 3200… + 3200 | 0,1 |
Термометр | Температура t, оС | - 5… + 150 | 0,01 |
Дополни-тельные режимы | Резерв памяти для реализа-ции дополнительных видов измерений по специальным программам |
Анализатор ЭКОТЕСТ-2000 имеет следующие технические характеристики: