結果 解釋為什么與其他電極類型(如金屬電極)的測量相比,基于玻璃電極的pH測量特別具有挑戰性。 因為用于構造玻璃電極的玻璃膜的電阻特別高。這需要10非常高的輸入阻抗的測量裝置12 Ω以上一百萬倍,典型的電壓表或數據記錄器的。 即使電池電阻相對較低(可能允許具有1MΩ輸入阻抗的數據記錄器)來測量電池電位,也要解釋為什么仍然優選使用高輸入阻抗器件。 在電位測定中,我們測量細胞電位(兩個電極之間的電位差)。原則上,當電池電阻較低時(例如使用金屬電極),我們可以使用數據記錄儀或常規電壓表來測量電池電位。然而,可感知的電流將流過電池。該電流導致電池電勢隨著時間以與電池放電類似的方式降低。因此,即使具有低電阻的電池,也優選使用高輸入阻抗裝置來監測電池電位。 解釋為什么高輸入阻抗電壓表通常被稱為pH計。 因為pH測量是最常見的電位分析形式,最常見的測試是化學實驗室進行的。請注意,pH計是電壓表,但輸入阻抗非常高。 如果您嘗試使用ADC-16數據記錄儀或常規電壓表直接測量玻璃/參考電池電極的電池電位,會發生什么? 假設玻璃/參比電池的電位為0.5V,其內阻為100MΩ。可以認為該電路由串聯的電位源(Es)和電阻(Rs)組成。現在讓我們計算測量設備的電阻為1MΩ時測量電位的相對誤差。這個例子類似于Skoog等人的“Instruments of Instrumental Analysis”,Saunders College Publishing,第五版,1998年(第611頁)。
根據歐姆定律:Es = IRs + IRm 由于Rs幾乎是Rm的100倍,因此測量裝置僅測量約1%的Es。因此,測得的電位將非常小并接近于零。當我們將這些值替換為pH = 7.00 - (X / 59.1) - 其中X非常小(接近零)時,我們可以理解為什么ADC-16將在連接到玻璃電極的情況下測量約7的pH值它直接與溶液的pH值無關。該預測在圖5所示的實驗中得到驗證。在該實驗中,將兩個玻璃組合電極一起浸入不同的緩沖溶液中。其中一個電極連接到4-Ch模塊中的Ch1,另一個電極直接連接到ADC-16的通道5。由于ADC-16只能測量很小一部分電池電位, 你能想到使用這種多聲道錄音的另一個好處嗎? 使用多于電極測量相同的參數(例如pH或其他離子濃度)可以提供增強信噪比的平均值。PicoLog的“計算參數”功能有助于直接繪制4個通道的平均值。
注意事項 pH4.0和7.0的兩種標準緩沖液通常用于pH校準。 該實驗中顯示的等式可用于單點校準。但是,為了進行更精確的測量,建議在Picolog的縮放功能中使用“查表”選項來執行2點或3點校準。 采樣率可以每隔一兩分鐘設置為1個樣本。這允許足夠的時間在下一個數據點被采樣之前將玻璃電極從一個燒杯移動到另一個燒杯。
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