<<指南>>一书第194页关于pH计的温度补偿的叙述为:“其功能为可使pH计的读数值自动换算成25℃的pH值,例如:混合磷酸款缓冲溶液在25℃时其值为6. 86, 35℃时则为6. 84,使用有温度补偿的pH计,当在3 5 0C用缓冲溶液定位时,仪器显小值应为6.86,而不是6.840”我们认为这种定位方法是不对的,原因是对酸度计的“温度补偿”和“pH随温度的变化规律”认识不清。pH计的温度补偿功能是通过调节仪器的放大倍数来使其在不同的温度条件下正确显小溶液的pH值,而不是将“pH计的读数值自动换算成25℃的pH值”。由于溶液温度变化将引起测量电极间的电压发生变化,为了使溶液在不同的温度下其变化相同的pH值时,仪器能正确指示出其变化,便对仪器本身进行温度补偿来校正。补偿关系遵循能斯特方程: 来源:东海仪表网
式中为氢电极标准电位,任何温度下为0。以l戊都方舟科技开发公司生产的pH S-4C型酸度计为例,酸度计在pH测量中所组成的原电池电动势表达式为:
例如:在25℃时,每变化一个pH单位,of变化为59. 15mV,而在35℃时,每变化一个pH单位,of变化为61. 14mV,为了使仪器在35℃时溶液变化相同的一个pH单位能正确显示出“一个pH变化”,仪器的温度补偿功能便将仪器比例放大器的放大倍数调小,使其放大后的输出电动势变化仍为59.15mV,仪器显小出“一个pH变化”。这样,溶液的pH变化多少,仪器便显小出变化多少,通过温度补偿便能在各种温度下正确测出溶液的pH值。
该书的第二个错误在于把溶液的pH值随温度变化关系看成正比例关系。其实各种溶液的pH值随温度变化是极其复杂的,并不都成正比例关系。例如:大家熟知的缓冲溶液邻苯二甲酸氢钾,温度在5℃, 20℃,25℃时pH值都是4. 01;温度在10℃, 15℃时pH值都是4. 00。如果按照该书的方法定位,能否得到被测溶液在25℃时的pH值呢?现举例验证一下。我们用《指南》一书的方法来测10℃时邻苯二甲酸氢钾的pH值,看会得到于什么结果:将温度补偿调到10℃(此时一个pH变化仪器对应产生56. 18mV电动势变化),用混合磷酸款定位于pH 6. 86处(选用该溶液定位是为了便于更直观地说明问题),此时两电极间实际产生的电极电势为(10℃时,混合磷酸款pH值为6. 92):
(该仪器玻璃电极零电位pH值为7),该电动势经温度补偿放大后输出电动势为:(mV) ( 25℃时温度补偿放大倍数为1, 10℃时为59. 15/ 56. 18)。定位pH于6. 86时,对应的电动势为:
补偿放大后的电动势为8.28(mV),按6.86和6.92两个值定位,放大后二者电动势之差为8. 26- 4. 73= 3. 55(mV),即按6. 86定位比实际产生的电动势须调高3. 55mV。现在我们来测10℃时邻苯二甲酸氢钾的pH值,其pH值本为4. 00,则其对应产生的申L动热经放大后为: