Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)

7. szám - Kerese János: A pH-mérés és szerepe a vízgazdálkodásban

Kerese János: A pH-mérés és szerepe a vízgazdálkodásban Hidrológiai Közlöny 1971. 7. sz. 333 tői és az üvegfajtától függ és idővel aszimmetriapotenciálokat eredményez. Alkálihibát okoz 13 pH felett az üveg Na

+-ionjainak a mérendő oldat H

30

+-ionjaival történő kicserélődése. Ezt a litiumüveg alkalmazása kiküszöböli. Az üvegelektródok is erősen hőmérsékletfüggők, ami a 4. ábrából látható. A 20°C hőmérséklet görbéjéhez tartozó iránytangens 58,1 mV/pH és ez 10 °C-onként kl>. 2 mV/pH értékkel növekszik. 4. ábra. tj vegelektródos mérő-cella izotermái Puc. 4. H3omepMi>i u3MepumeAbH0ü ifCAAbi co CmeKAHHHblM SAeKmpOÖOM Abb. 4. Isothermen cler Olaselektroden-Messzelle Az ún. izoterma görbék 7-8 pH között metszik egymást. Az izoterma görbék meredeksége és metszéspontja a belső töltettől és az elektródfajtáktól is függ. Az üvegelektród az izotermák metszéspontjában érzéketlen a hőmérséklet változására. Előnyei: 1. 1—14 pH között használható 0—10 0°C közötti hőmérsékleten. 2. 0,1 pH-nál pontosabb mérést tesz lehetővé. 3. Oxidáló és redukáló közegben is jól működik. 4. Nincs sóhibája. 5. Kicsi az időállandója. Hibái: 1. Nagy ellenállása 10

6—10

8 ohm. Emiatt 10

1

0—10

1

2 bemeneti ellenállású mérőműszer kell a méréshez. Az elektródcsatlakozó kábelnek is 10

1

0 ohm szigetelési ellenállásúnak kell lennie. 2. Törékeny. 3. Aszimmetriapotenciálok léphetnek fel, emiatt időnként kalibrálni kell. Az üvegelektród használatának szabályai: 1. Az új elektródokat egy-két napig desztillált vízben áztatni kell. 2. Elhelyezés után hitelesíteni kell. 3. Az elektródnak mindig folyadékba kell merülnie. 4. Száraz elektródot nem szabad mechnikusan tisztítani. 5. Szerves oldószerre], savazással tisztítandó, majd alkohollal vagy desztillált vízzel öblítendő. A leggyakoribb vonatkozási elektródok a kalomel, az ezüstklorid és a talamid elektród. Út FÜ W 5. ábra. Kalomelektród Puc. 5. KaAOMHbiü 3AeKmpod Abb. 5. Kalomelektrode A kalomel elektródok vázlatosan a 5. ábra szerinti 1 utántöltő nyílással ellátott üvegtestből, 2 potenciállevezetőből, 3 fémhiganvcseppes 4 kalomelpépből (merkuroklorid), 5 káliumklorid oldatból és 6 diafragmából állanak. A normál KC1oldatos elektród standard potenciálja 25 °C-on =0,268 V. Hőmérsékletérzékenysége kicsi, 15— 25 °C között kb. 0,4 raV a változás. Az elektród jól reprodukálható és pontos. Hátránya, hogv csak 70 °C hőmérsékletig használható. Az ezüst-ezüstklorid elektród valamivel magasabb —80 °C — hőmérsékleten is használható. A talamid elektród 0—130 °C között használható. Felépítése analóg a kalomelelektródéval, de az elektródfém talliumamalgám és a merkurokloridot talliumklorid helyettesíti. A felsorolt mérő- és vonatkozási elektródokból képzett mérőelem a 6. ábra kapcsolásával helyettesíthető. A vizsgálandó oldat mérőpontja és a föld közötti potenciált Ef és az ellenállást Jif, a vonatkozási elektród elektromotoros erejét E

v és ellenállását R

v, míg a mérőelektród elektromotoros erejét E

m és ellenállását R

m helyettesíti. Látható, hogy a galvánelem a mérési pontban földelve van. Bármilyen egyéb földelés az 1 és 2 potenciálú vezetékeken, vagy a rosszul szigetelt csatlakozás a mérőműszerig az elem teljes, ill. részleges rövidzárását jelenti. 6. ábra. Elektródrendszer helyettesítő villamos kapcsolása Puc. 6. 3aMenHtoufee OMnmpimecKoe eK.iwnemie cucmeMbi 3Aenmpod Abb. 6. Elektrodensystem ersetzende élektrische Schaltung A rövidzár tönkremenetelt, hibás mérést eredményez. Az elektródok elhelyezésére érzékelő-szerelvények szolgálnak (7. ábra). Állandó folyadékszintnél az 1 bemerülő szerelvény, változó folyadékszintnél 2 alámerülő, és csővezetékekben áramló folyadékoknál 3 átáramlásos szerelvény használatos. Anyaguk korrózióálló acél, vagy műanyag. Az elektródok feszültségmérését ipari pH-mérővel végzik. E műszereknek meg kell felelniök a következő feltételeknek: 1. Üzembiztos működés nehéz körülmények (magas hőmérséklet, nedves környezet, rázás és rezgés, porosodás, átnedvesedés, hálózati jellemzők változásai: stb.) esetén. 2. Folyamatos mérés. 3. Egyszerű kezelés és karbantartás. 4. Pontosság. Ez napjainkban +0,02 pH körül van. A korszerű mérőkapcsolások — nagy bemeneti ellenállású feszültségmérések — a mérőelem elektromotoros erejét árammentesen mérik, a földelt oldat figyelembevételével. Automatikus hőmérsékletkompenzálásuk kizárja a termikus hibát. Az erő-