摘要電化學(xué)分析是企事業(yè)單位及科研機(jī)構(gòu)常用的一類分析方法, 它是利用被 測試樣溶液的電化學(xué)性質(zhì)及其變化來進(jìn)行分析的方法,其測定的依據(jù)是電位、電 導(dǎo)、電量、電流等電化學(xué)參量與被測物含量之間的定量關(guān)系,這些電化學(xué)參量的 測量是通過電化學(xué)分析儀器來完成的。因此,每一種電化學(xué)分析方法是和相應(yīng)的 電化學(xué)分析儀器緊密聯(lián)系的。
根據(jù)所測量電化學(xué)參量的不同, 常見的電化學(xué)分析儀器有: 酸度計(jì)、 離子計(jì)、 電位滴定儀、電導(dǎo)率儀、庫侖儀、極譜儀等。如表所示,這些電化學(xué)分析儀器在 國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域擔(dān)負(fù)著各種各樣的分析任務(wù),特別是電位分析中的酸度計(jì)、 離子計(jì)及電位滴定儀有著十分廣泛的應(yīng)用。
直接電位法是采用酸度計(jì)或電子計(jì)通過對由電極與被測溶液組成的電池電 動勢的測量,根據(jù)電動勢與溶液濃度之間的定量關(guān)系求出物質(zhì)含量的。因此,酸 度計(jì)、離子計(jì)都是由電計(jì)和電極兩部分組成的。
1)酸度計(jì)一般設(shè)有以下幾個調(diào)節(jié)器。①零點(diǎn)調(diào)節(jié)器。當(dāng)指示電極和參比電 極之間的級間電勢為零時,溶液的 pH 值為“靈位 pH 值”。但由于儀器零點(diǎn)是可 變的且任意二個測量元件的零點(diǎn)也不相同,因此,儀器的“電氣零點(diǎn)”設(shè)計(jì)為可調(diào) 形式。②定位調(diào)節(jié)器。在用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)時,需用定位調(diào)節(jié)器, 它的作用在于抵消外參比電極電位、不對稱電位、內(nèi)參比電極電位以及液接界電 位等因素的影響。③溫度補(bǔ)償器。根據(jù)能斯特方程式可知,溶液的 pH 值與電動 勢的關(guān)系隨溫度而變化,其轉(zhuǎn)換系數(shù) k 系溫度的函數(shù)。④斜率補(bǔ)償調(diào)節(jié)器。溫度 補(bǔ)償器一般是按理論轉(zhuǎn)換系數(shù)設(shè)計(jì)的,實(shí)際上玻璃電極的 K 值往往低于理論值, 另外,玻璃電極的長期使用也會使 K 下降。因此,在 pH 的精密測量中,需采用 二點(diǎn)定位法。這種定位方法是選用二種 pH 值不同的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液,使被測液的 pH 值能介于選用選用的二種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 pH 值之間。先用一種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 將定位旋鈕調(diào)至“0”,然后用斜率補(bǔ)償調(diào)節(jié)器表示值為二份標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 pH 值 得差值,即 ΔpH 值得位置,固定斜率補(bǔ)償調(diào)節(jié)旋鈕,再用第二份標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 將定位旋鈕調(diào)至該緩沖液 pH 值,這時“定位”調(diào)節(jié)器不變,就可對被測液進(jìn)行測 量。
2)常用的調(diào)制放大式酸度計(jì)工作原理如下。首先將被測直流電壓信號預(yù)先 調(diào)制為交流電壓信號, 經(jīng)過交流放大,然后通過解調(diào)器將其還原為與輸入信號的 幅度和極性相對應(yīng)的直流信號, 從而推動電表指示出讀數(shù)。采用調(diào)制式放大器易 避免交流電源干擾,直流干擾明顯降低,可得到低噪聲放大,零點(diǎn)漂移對讀數(shù)的 影響可減小到很低,從而使儀器的穩(wěn)定性和靈敏度有很大提高。
3)酸度計(jì)的維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)。酸度計(jì)應(yīng)放置在干燥、無振動、無酸堿腐蝕性 氣體,環(huán)境溫度穩(wěn)定的地方。酸度計(jì)應(yīng)有良好的接地,否則將會造成讀數(shù)指針不 穩(wěn)定。若使用場所沒有接地線,或接地不良,須另外補(bǔ)接地線。一般是用一根導(dǎo) 線將其一端以儀器面板上“+”極接線柱或儀器外殼相連, 另一端與自來水管連接。 儀器使用時,各調(diào)節(jié)旋鈕的旋動不可用力過猛,按鍵開關(guān)不要頻繁按動,以防發(fā) 生機(jī)械故障或破損。 穩(wěn)定補(bǔ)償器切不可旋轉(zhuǎn)超位,以免損壞電位器或使溫度補(bǔ)償 不準(zhǔn)確。儀器不能隨便拆卸。儀器通電后應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱,才可開始測量。在短時間 測量,可以預(yù)熱十幾分鐘;但長時間工作,Z好預(yù)熱 1h 以上,以使零點(diǎn)有較好 的穩(wěn)定性。長期不用的儀器重新使用,預(yù)熱時間要長一些;平時不用時,做好每 隔 1~2 周通電一次,以防因潮濕、霉變或漏電而影