pH-метр, кондуктометр, кислородомер, иономер | Приборы для электрохимических анализов

pH-метр, кондуктометр, кислородомер, иономер

Приборы для измерения pH и электропроводности в лабораторных и промышленных условиях

Системы для электрохимических анализов обеспечивают точное измерение pH, электропроводности, концентрации ионов, окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и содержания растворенного кислорода в лабораторных и промышленных условиях. Использование pH-метров МЕТТЛЕР ТОЛЕДО в сочетании с высококачественными датчиками, калибровочными растворами и аналитическим программным обеспечением позволяет добиться максимальной эффективности измерений.

Позвонить специалисту

Узнайте больше о сервисных предложениях МЕТТЛЕР ТОЛЕДО, разработанных с учетом особенностей конкретного оборудования

МЕТТЛЕР ТОЛЕДО обеспечивает комплексную поддержку измерительного оборудования на протяжении всего срока службы: от установки до профилактического технического обслуживания, от калибровки до ремонта.

Безотказная работа
Обслуживание и ремонт
Эффективная эксплуатация
Поддержка и оптимизация
Соответствие нормативам
Калибровка и документация
Профессионализм
Обучение и консультации

FAQs

Что такое электрохимическое измерение?

Электрохимия — это раздел науки, в котором изучаются химические реакции, протекающие в растворе и связанные с переносом электронов между электродом и электролитом. Электрохимические измерения включают определение следующих показателей:

  • pH
  • Электропроводность (проводимость)
  • Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП, редокс)
  • Концентрация ионов (ИСЭ)
  • Содержание растворенного кислорода (РК)

 

Что такое pH?

pH — это шкала, которую применяют для определения кислотности или щелочности водных растворов. Величина рН обусловлена концентрацией (точнее, активностью) ионов водорода. Растворы с рН ниже 7 являются кислыми (высокая концентрация ионов водорода), а растворы с рН выше 7 — щелочными (низкое содержание ионов водорода).

 

Где и в каких целях используются системы измерения pH?

Измерение pH требуется для достижения следующих целей:

  • Производство продукции с определенными свойствами
  • Уменьшение себестоимости продукции;
  • Обеспечение высокого качества продукции во избежание нанесения ущерба людям, имуществу и окружающей среде
  • Выполнение нормативных требований
  • Защита оборудования
  • Получение информации для дальнейших исследований и разработок


pH-метры используются в различных сферах:

  • Фармацевтика и биотехнологии
  • Производство молочных продуктов
  • Очистка почв и сточных вод
  • Производство косметики
  • Фильтрация воды
  • Производство продуктов питания и напитков


Приборы для измерения pH используются не только в лабораторных условиях — их часто применяют в промышленных и полевых условиях (для измерения pH воды, сточных вод, почвы и т. д.).

 

Из чего состоит система измерения pH?

Для измерения pH используются относительно несложные приборы, которые при правильном применении дают надежные результаты. Стандартный лабораторный прибор для измерения pH состоит из следующих компонентов:

  • pH-метр: потенциометр, который измеряет разность напряжений между стеклянным электродом и электродом сравнения и вычисляет значение pH.
  • Датчики: электрод сравнения и pH-электрод для замыкания контура. В современных приборах оба электрода помещаются в один корпус — это так называемые комбинированные pH-электроды.


Другие необходимые материалы:

  • Калибровочные растворы: перед измерением рН образца для калибровки pH-электрода следует использовать не менее двух стандартных растворов с известными значениями рН.
  • Образец: это анализируемый раствор, который должен быть водным или содержать количество воды, достаточное для измерения рН.
 
 

Существует ли взаимосвязь между pH и электропроводностью образца?

Да, pH и электропроводность связаны между собой, но эта связь не является линейной или абсолютной.
Датчик pH реагирует только на ионы H+ в растворе, в то время как датчики электропроводности измеряют активность всех заряженных ионов (анионов и катионов) в растворе. Чем выше концентрация ионов, тем выше электропроводность.

Кроме того, электропроводность зависит от подвижности ионов. Среди ионов, которые чаще всего присутствуют в растворах, наиболее подвижным катионом является ион водорода [H+] с показателем 350 единиц, а наиболее подвижным анионом — гидроксильный ион [OH-] с показателем 199 единиц. Другие наиболее распространенные ионы имеют значения в диапазоне от 40 до 80 единиц. Это означает, что сильнокислые (или сильнощелочные) растворы будут обладать высокой электропроводностью. Поскольку pH отражает концентрацию ионов водорода, применяются следующие правила:

  • В кислых растворах (pH < 7): чем ниже pH (то есть чем выше концентрация ионов H+), тем выше электропроводность.
  • В щелочных растворах (pH > 7): чем выше pH (то есть чем выше концентрация ионов OH-), тем выше электропроводность.
  • Нейтральный pH (pH = 7) указывает на одинаковую концентрацию ионов H+ и OH-. Но это не означает, что раствор не содержит другие ионы, которые могут влиять на его электропроводность.

Рассмотрим пример: деионизированная вода теоретически имеет pH 7,0 и электропроводность 0,055 мкСм/см. При добавлении в нее NaCl полученный раствор по-прежнему будет иметь нейтральный pH, однако его электропроводность может значительно увеличиться в зависимости от количества добавленной соли.

Таким образом, pH и электропроводность должны определяться отдельно для каждого образца и не могут быть теоретически сопоставлены друг с другом.

 

Предусматривают ли системы измерения pH возможность температурной компенсации?

Измерения pH зависят от температуры образца. Важно помнить о следующих моментах:

a. Влияние температуры на крутизну характеристики электрода.
В pH-электроде возникает потенциал (мВ) между измерительным полуэлементом и полуэлементом сравнения. pH-метр рассчитывает значение pH на основе потенциала, используя температурный коэффициент по формуле –2,3 * R * T / F, где R — универсальная газовая постоянная; T — температура в градусах Кельвина; F — постоянная Фарадея. Для температуры 298 K (+25 °C) коэффициент равен –59,16 мВ/pH. Этот показатель называется теоретической крутизной характеристики электрода при опорной температуре (+25 °C). При различных температурах получаются следующие значения крутизны: –56,18 мВ/pH при +10 °C, –58,17 мВ/pH при +20 °C; –60,15 мВ/pH при +30 °C и т. д. Влияние температуры на измерение pH корректируется при помощи автоматической (ATC) и ручной температурной компенсации (MTC). По этим причинам важно знать температуру образца или использовать датчик температуры. Неправильно заданная температура приводит к погрешности в размере 0,12 единиц pH на каждые 5 °C.

b. Влияние температуры на значение pH образца.
Значение рН образца изменяется в зависимости от температуры. Данный эффект имеет химическую природу и для каждого типа образцов проявляется особым образом. Такое влияние нельзя компенсировать. В данном случае отображается только текущее значение pH при фактической температуре. Поэтому важно сравнивать только значения pH, которые были измерены при одинаковой температуре.

Исключение: в памяти прибора хранится информация о зависимости pH от температуры для многих буферных растворов, представленных на рынке. Это позволяет калибровать электрод при разной температуре, поскольку измеренные потенциалы будут автоматически отнесены к значениям +25 °C или +20 °C. Чтобы воспользоваться этой функцией, необходимо выбрать правильную группу буферных растворов и измерить температуру в процессе калибровки.

 

Предусматривают ли системы измерения электропроводности возможность температурной компенсации?

Измерение электропроводности в значительной степени зависит от температуры (отклонение составляет 2 % на 1 °C). Результаты можно сравнивать только в том случае, если температура всех образцов совпадает или значение отнесено к определенной опорной температуре.

В большинстве случаев используется линейная температурная компенсация. В качестве опорной температуры оператор может выбрать значение +20 °C или +25 °C. Разница между измеренной и опорной температурой затем умножается на коэффициент компенсации α (измеряется в %/°C), что позволяет скорректировать показатель электропроводности.

В соответствии с требованиями процедуры необходимо определить коэффициент линейной компенсации α для каждого образца. Хотя температурная зависимость считается линейной, в действительности этот «линейный» коэффициент зависит от концентрации ионов и температуры образца. По умолчанию коэффициент α равен 2,00 %/°C. Все pH-метры серий Five и Seven предусматривают возможность настройки коэффициента α в диапазоне от 0,00 %/°C (без температурной компенсации) до 10 %/°C.

 

Какие варианты технической поддержки предлагает МЕТТЛЕР ТОЛЕДО для pH-метров?

В центре консультаций по анализу pH и техподдержки МЕТТЛЕР ТОЛЕДО (pH CSC) работает группа экспертов по прямому электрохимическому анализу. Специалисты тесно сотрудничают с клиентами, группами технической поддержки, управления и разработки продуктов. В рамках этой уникальной услуги они могут быстро дать рекомендации и предложить эффективные решения.

Данная услуга включает в себя следующие параметры измерений и соответствующее лабораторное оборудование МЕТТЛЕР ТОЛЕДО:

  • pH
  • Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП, редокс)
  • Концентрация ионов (ИСЭ)
  • Электропроводность
  • Содержание растворенного кислорода (РК)