Giáo trình kiểm nhiệt tự động hóa ( Hoàng Minh Công ) - Chương 6

Đo một số chỉ tiêu công nghệTrong công nghiệp luyện kim nhiều tr-ờng hợp phải đo một số chỉ tiêu công nghệ nh- độ pH, nồng độ chất điện ly, tỷ trọng, độ ẩm, mức chất l-u …Trong ch-ơng này trình bày nguyên tắc đo và thiết bị đo cơ bản dùng để đo một số chỉ tiêu công nghệ th-ờng gặp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kiểm nhiệt tự động hóa ( Hoàng Minh Công ) - Chương 6 Ch−¬ng 6 §o mét sè chØ tiªu c«ng nghÖ Trong c«ng nghiÖp luyÖn kim nhiÒu tr−êng hîp ph¶i ®o mét sè chØ tiªu c«ngnghÖ nh− ®é pH, nång ®é chÊt ®iÖn ly, tû träng, ®é Èm, møc chÊt l−u …Trongch−¬ng nµy tr×nh bµy nguyªn t¾c ®o vµ thiÕt bÞ ®o c¬ b¶n dïng ®Ó ®o mét sè chØ tiªuc«ng nghÖ th−êng gÆp.6.1. §o nång ®é ion H+6.1.1. Nguyªn lý ®o ë ®iÒu kiÖn b×nh th−êng, n−íc ph©n ly kh«ng ®¸ng kÓ, ph−¬ng tr×nh ph©n ly: [HOH] ↔ [H + ]+ [OH − ]H»ng sè ph©n ly: [H ].[OH ] + − K= [HOH]§èi víi n−íc nguyªn chÊt K = 10-14. [ ][ ] []Do [HOH ] ≈ 1 vµ H + = OH − nªn H + = 10 −7 .§é pH cña n−íc nguyªn chÊt: pH = − lg[H + ] = 7Dung dÞch cã ®é pH = 7 lµ dung dÞch trung tÝnh, pH > 7 lµ dung dÞch cã tÝnh kiÒm,pH < 7 lµ dung dÞch cã tÝnh axÝt. Nguyªn lý ®o nång ®é H+ dùa trªn c¬ së: nÕu nhóng mét thanh kim lo¹i vµodung dÞch muèi sÏ sinh ra mét hiÖu thÕ gäi lµ thÕ ®iÖn cùc: RT RT E= ln C − (6.1) ln c nF nFTrong ®ã: F- h»ng sè fara®©y ( F = 16.500 [C]). C - nång ®é ion trong kim lo¹i. c - nång ®é ion trong dung dÞch muèi. n - hãa trÞ cña kim lo¹i. Th«ng th−êng nång ®é ion trong kim lo¹i hÇu nh− kh«ng ®æi, c«ng thøc (6.1)cã thÓ viÕt: - 85 - RT E = E0 − (6.2) ln c nF Tõ c«ng c«ng thøc (6.2) nhËn thÊy: thÕ ®iÖn cùc phô thuéc b¶n chÊt kim lo¹i,nhiÖt ®é vµ nång ®é ion trong dung dÞch. NÕu biÕt thÕ ®iÖn cùc ta cã thÓ x¸c ®Þnh®−îc nång ®é ion trong dung dÞch. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ kh«ng thÓ ®o trùc tiÕpthÕ ®iÖn cùc, do vËy ®Ó ®o nång ®é [H+] ng−êi ta ®o hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a cùc ®o nhóngtrong dung dÞch cÇn ®o vµ cùc so s¸nh nhóng trong dung dÞch ®· biÕt tr−íc nång ®é.6.1.2. ThiÕt bÞ ®oa) §iÖn cùc Bé phËn c¬ b¶n cña thiÕt bÞ ®o nång ®é [H+] lµ c¸c ®iÖn cùc gåm ®iÖn cùc sos¸nh vµ ®iÖn cùc ®o. §Ó lµm ®iÖn cùc so s¸nh th−êng dïng ®iÖn cùc calomen (h×nh 6.1a), gåm d©yplatin (1), nót (2), b×nh thñy tinh (3), líp thñy ng©n kim lo¹i Hg (4), líp calomenHg2Cl2 (5), líp b«ng (6), dung dÞch KCl (7) vµ nót (8), (9). Líp bÒ mÆt ph¶n øng cña®iÖn cùc lµ bÒ mÆt tiÕp xóc Hg - Hg2Cl2. 3 1 1 2 2 3 3 2 4 4 5 6 5 7 1 8 9 c) b) a) H×nh 6.1 S¬ ®å cÊu t¹o ®iÖn cùc ®o [H+] a) §iÖn cùc so s¸nh b) §iÖn cùc ®o c) §iÖn cùc mµng thñy tinhH»ng sè ph©n ly: [Hg ] .[Cl ] +2 +2 K= [Hg 2 Cl 2 ] - 86 - [] Do [Hg 2 Cl 2 ] æn ®Þnh vµ Cl − ®−îc gi÷ kh«ng ®æi nhê sù bæ sung tõ dungdÞch KCl nªn ®iÖn thÕ ®iÖn cùc lu«n cè ®Þnh. §iÖn cùc ®o th−êng sö dông ®iÖn cùc kim lo¹i (platin, vµng, b¹c, thñy ng©n).Chóng cã cÊu t¹o (h×nh 6.1b) gåm mét que kim lo¹i (1) ®Æt trong mét èng thñy tinhhoÆc polime b¶o vÖ (2), phÇn d−íi cña que (gäi lµ phÇn nh¹y c¶m) kh«ng bÞ chech¾n ®Ó cã thÓ tiÕp xóc víi dung dÞch. §iÖn cùc ®−îc nèi ®iÖn ra ngoµi b»ng c¸p®iÖn (3). Khi ®o pH ng−êi ta th−êng dïng ®iÖn cùc ®o mµng thñy tinh (h×nh 6.1c). CÊut¹o cña ®iÖn cùc gåm: d©y b¹ch kim (1), nót (2), b×nh thñy tinh cã ®¸y máng h×nhcÇu (3), dung dÞch KCl (4), líp bäc AgCl (5). PhÇn tö nh¹y c¶m cña ®iÖn cùc lµmµng thñy tinh máng h×nh cÇu chÕ t¹o tõ thñy tinh ®Æc biÖt cã tÝnh dÉn ®iÖn yÕu, khi®Æt trong dung dÞch chøa [H+], ®iÖn thÕ trªn mÆt ph©n c¸ch phô thuéc vµo ho¹t ®écña c¸c ion [H+]: RT E = E 0 + ln a H + F ...