ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные рН-метры и электродные системы из "автоматизация процессов очистки сточных вод химической промышленностью Издание 2" Широкому распространению величины pH как параметра контроля и управления процессами химической очистки сточных вод в немалой степени способствовали успехи прикладной электрохимии и приборостроения. Создано электродное стекло с водородной функцией, разработаны селективные электроды на ионы других веществ, совершенствуется теория и практика ре-доксметрии. Промышленным путем выпускаются высокоомные преобразователи и потенциометры. [c.19] Методам измерения pH и описанию применяемой аппаратуры посвящена обширная литература. Здесь приводятся только краткие сведения. [c.19] Установлено, что при 22 °С ионное произведение воды и разбавленных растворов [Н+] [ОН-] = Ю . Это соотношение остается всегда постоянным. В нейтральном растворе ионы водорода и гидроксид-ионы содержатся поровну [Н+1 = = [ОН-] =10- , или ин че pH = 7. В кислой среде [Н+] [ОН-] и pH 7 в щелочной среде [Н+] [ОН-] и pH 7. [c.19] Из известных способов измерения величины pH в настоящее время используют только потенциометрический метод. Измеряется электрический потенциал, возникающий на паре погруженных в раствор электродов, причем индикаторным является стеклянный. Величина потенциала (э. д. с.) находится в линейной зависимости от активной концентрации ионов и при нормальной температуре равна 58 мВ на единицу pH. Потенциал индикаторного (стеклянного) электрода можно измерить лишь относительно другого, сравнительного (вспомогательного) электрода с постоянной Э. д. с. — Ясравн. [c.19] Стеклянный электрод выгодно отличается от других электродов тем, что окислительно-восстановительные процессы, часто протекающие одновременно с контролируемыми, не приводят к возникновению на нем потенциала. Такая избирательность позволяет использовать электрод для измерения pH в весьма разнообразных процессах. [c.20] Измерительный электрод —это толстостенная стеклянная трубка, на конце которой имеется полый тонкостенный шарик из специального электродного стекла. Основные компоненты этого стекла — Si02 и Li02. Электрод заполнен электролитом. [c.20] По современным воззрениям на механизм действия стеклянного электрода, его потенциал возникает в результате ионообменных диффузионных процессов, протекающих на границе раздела фаз стекло — раствор. [c.20] Стеклянные электроды с рН-метрической функцией выпускаются двух типов ЭСП-01-14 для измерения pH в диапазоне О—14 и ЭСП-04-14 для диапазона 1 —12 (рис. 6,а). Первые лучше применять в щелочной среде, вторые — в кислой. Электроды для лабораторных приборов (ЛПУ, ЛПМ, рН-240 и др.) имеют шифр ЭСЛ и выпускаются во многих модификациях в зависимости от необходимого диапазона измерения pH, координат изопотенциальной точки, длины выводного кабеля, температуры среды и т. п. [c.21] Вспомогательные электроды выпускаются двух типов хлорсеребряный выносной (проточный) ЭХСВ-1 и хлорсеребряный непроточный (заполненный) ЭВП-08. Для контроля величины pH в сточных и природных водах удобнее всего вспомогательный электрод ЭВП-08. [c.21] Проточный электрод (рис. 6, в) помещен в сосуд с насыщенным раствором КС1, расположенный выше уровня контролируемой жидкости. Контакт электрода с жидкостью осуществляется электролитическим ключом, состоящим из гибкого шланга и наконечника с пакетом прокладок. Раствор КС1 медленно вытекает через зазоры между прокладками, обеспечивая непрерывное обновление границы раздела сред. [c.21] Измерение э. д. с., развиваемой электродной системой (при средних температурах около 58 мВ на единицу pH) не представляло бы трудностей для обычных потенциометров. В силу того, что цепь стеклянного электрода (стеклянная мембрана) обладает чрезвычайно высоким сопротивлением, достигающим 10 Ом и более, измерительный прибор рН-метра (преобразователь) должен иметь входное сопротивление не ниже 5-10 Ом. [c.21] Схемы современных преобразователей рН-метров строятся на принципе компенсации (чаще всего статической) измеряемой э. д. с. Усилители электронных блоков рН-метров имеют, как правило, весьма высокий коэффициент усиления и работают поэтому на переменном токе. Постоянное напряжение электродной системы преобразуется в переменное вибропреобразователями или динамическими конденсаторами. Входное сопротивление приборов с динамическим конденсатором достигает 1014 10 б Ом. [c.21] Комплект промышленного рН-метра состоит из преобразователя, чувствительного элемента (датчика) и потенциометра регистрирующего с элементом для передачи сигнала на управление. [c.22] Наша промышленность с 1977 г. выпускает преобразователи типа П-201 и П-201И (в искробезопасном исполнении). Они изготовлены на полупроводниках и микросхемах и предназначены для преобразования э. д. с. чувствительных элементов, применяемых для потенциометрических измерений, в электрический непрерывный сигнал постоянного тока и напряжения. Пределы измерений pH от —1 до 14. [c.22] Совместно с преобразователем П-201 можно применять различные электродные системы и датчики. Последние выпускают двух типов — погружные ДПг-4М и проточные или магистраль-ны е ДМ-5М с диаметром проходного отверстия 30 мм. Датчики маркируют в зависимости от материалов корпуса, ключа и длины штанги. Каждый тип имеет несколько модификаций. Корпуса изготавливают из титана ВТ 1-0 или нержавеющей стали 12Х18Н10Т, ключи — из фторопласта-4 и пропилена. Датчики ДПг выпускают со штангами длиной 1200, 1600 и 2000 мм. Наибольшее допустимое расстояние от датчика до преобразователя 150 м. [c.22] Когда необходим датчик с механической очисткой электродов, то для рН-метров следует применять датчики типа ЭЧПг-2М1, комплектуемого с приборами СХ-1М1 и СЦ-1М1 на хроматы и цианиды. [c.22] При давлении выше 0,8 кгс/см (80 кПа) датчики должны быть снабжены распределительным устройством следящего действия типа РДС-1, которое выпускается тем же Гомельским ЗИП. [c.22] Статической характеристикой как рН-метра, так и процесса, регулируемого по величине pH, является зависимость концентрации кислоты или щелочи от pH данного раствора при постоянном добавлении в него нейтрализующего реагента, т. е. кривая потенциометрического титрования. При титровании сильных кислот сильными основаниями (и наоборот) кривые титрования имеют отчетливо выраженную 8-образную форму. Эта существенная нелинейность статической характеристики вносит свои особенности, а иногда и большие трудности в процессе регулирования величины pH. [c.22] Об их применении сказано в главе VI. [c.23] Вернуться к основной статье