培训班-3 化学仪表培训-pH.ppt

第二部分.pH测量,准确测量pH值的意义pH测量原理纯水pH测量的特殊问题温度的影响.校正pH计时的影响pH测量准确性检验国外pH标准介绍,1.准确测量pH值的意义,火力发电机组水汽系统的水质纯度很高，一般不允许添加一般的缓蚀剂，主要靠加氨调节水的pH值，辅助加少量的除氧剂（如联胺）或氧（加氧处理），以达到防止水汽系统金属腐蚀的目的。为了同时防止水汽系统钢和铜的腐蚀，一般要求将水的pH值控制在严格的范围内，否则将发生腐蚀。而严格控制pH值的前提是准确测量水样的pH值。,例如，对于水汽系统有铜合金的系统，要求控制水样的pH值范围是8.89.3。如果测量出现误差，实际水样的pH值超过9.3，而测量小于9.3，这样长期运行下去，会造成铜加热器（如铜制低压加热器、轴封加热器）和铜管凝汽器的腐蚀溶解，腐蚀产物进入蒸汽系统会加剧汽轮机的积盐，造成汽轮机出力和效率的降低；pH值过高还会造成凝汽器空抽区附近铜管的氨腐蚀，使凝汽器发生泄漏。,反之，如果测量出现误差，实际水样的pH值小于8.8，而测量大于8.8，这样长期运行下去，会造成给水系统钢设备和管道的腐蚀溶解加剧，其腐蚀产物进入锅炉会加剧水冷壁的沉积和腐蚀，并可能造成流动加速腐蚀（FAC），造成管道损坏，甚至出现严重事故。,、pH测量原理,pH计,pH=pHs-(E-Es)F/(2.3026RT)返回,玻璃电极,玻璃电极玻璃敏感膜,H,Na,H,H,H,Na,Na,Na,外表面,内缓冲溶液,干玻璃层,外水化层,内水化层,玻璃电极的电位,玻璃电极电位由三部分串联组成：、内参比电极电位（Ag/AgCl电极）。当参比电极也用相同的参比电极时，两者相互抵消。、内水化层产生的电极电位。因为内充缓冲溶液，该电位恒定不变。、外水化层产生的电极电位，该电位与水溶液的氢离子活度的对数成正比。外水化层产生的电极电位与内水化层产生的电极电位方向相反。,参比电极,Ag-AgCl,铂丝,KCl溶液,多孔陶瓷（液界）,液界电位,1、不同溶液之间离子扩散速率不同产生的液界电位。,H+,K+,+,-,HCl,KCl,液界电位,2、界面两侧同种溶液不同浓度扩散产生的液界电位。,H+,+,-,0.1mol/LHCl,Cl,0.01mol/LHCl,Ri,Rins,C,Uint,Umi,Umo,Rm,Uj,Uref,Ug,U1,.纯水pH测量的特殊问题,电导率小于5S/cm的水样接近于绝缘体，水样流动与电极表面摩擦类似于绝缘体之间摩擦可产生静电荷（见下图），由于纯水的高电阻和仪表的高输入阻抗，静电荷不能及时流走而在玻璃电极表面积累。该静电荷的作用使玻璃电极的电极电位Eg发生变化，从而使pH计测量的电位差（EgEr）发生变化，造成pH测量误差。这种净电荷造成的电位差（EgEr）每变化5.9mV，就可造成0.1pH测量误差。如果不加以注意，电荷可造成的电位差（EgEr）变化几十毫伏，造成很大的pH测量误差。,.温度的影响,一般的pH计都有温度补偿功能，这很容易造成错觉，以为水样温度变化不会产生测量误差。其实并非如此。根据pH测量原理，测量水样的pH可用下式表示：pH=pHs（E-Es）F/(2.3026RT),一是系数F/(2.3026RT)受温度的变化呈规律性变化（见表2）表2：温度对F/(2.3026RT)的影响,无法校正的部分,其二是水样中玻璃电极与参比电极的电位差E，该电位差是相对于参比电极测量的电位差，而参比电极的电极电位随温度有规律地变化（见表3）表3：饱和甘汞电极电位与温度的关系,无法校正的部分,水中的各种离子平衡的平衡常数随温度发生变化造成水的实际pH发生变化H2OH+OHNH3+H2ONH4+OH,无法校正的部分,Kw=HOHK1=NH4OH/NH3lnKt=lnK25+(H/R)(1/T25-1/Tt),从上式可见离子平衡常数Kt是随温度变化的。温度变化引起离子平衡常数Kt变化，必然引起电离平衡反应中H或OH浓度的变化，从而引起水的pH变化。而这种变化随水中不同物质组成而变化的，是无法确定和进行温度补偿的。,综上所述，仪器的温度补偿只是对系数F/(2.3026RT)进行补偿，不能补偿参比电极随温度的变化和水样本身pH随温度的变化。而水汽pH控制指标是25C时的pH值，在偏离25C时对应的pH值发生变化，因此偏离25C测量的pH值不能作为准确的控制值。,温度的各种影响误差比较,表40.272mg/LNH3+20g/LN2H4的水样10时未进行温度补偿时各项误差比较,小结,（1）给水、凝结水pH的准确测量和控制是保证水汽系统防腐和防止积盐的重要环节。（2）纯水pH测量受摩擦产生的静电荷影响