Изобретение касается приборов для определения концентрации водородных ионов, снабженных шкалой с готовыми отсчетами рН и движком для установления пунктов компенсации. В предлагаемом приборе применен дополнительный движок, включенный в электрическую цепь потенциометра с мостиком Уитстона. После нахождения, с помощью этого движка, пункта компенсации мостика и замены последнего испытуемым раствором, искомая величина рН определяется соответствующим перемещением основного движка.
На чертеже фиг. 1 изображает установку потенциометра с мостиком; фиг. 2 - шкалу: слева - для водородного метода, справа - для хингидронного метода.
При определении концентрации водородных ионов обычно пользуются потенциометром, построенным на принципе компенсации. Формулы, которые применяются при вычислении рН, сложны и отнимают много времени, что делает потенциометр мало пригодным в лабораторно-заводской практике.
Применяемая при предлагаемом приборе шкала (фиг. 2), дающая непосредственно отсчеты рН без вычислений, устраняет, по мнению автора, этот недостаток.
Пусть имеется установка потенциометра с мостиком (фиг. 1). Мостик соединяется так, что положительный ток. от аккумулятора входит в мостик при контакте А, идет через проволоку АВ и уходит через движок 1 или 2 в батарею. Линейка на мостике разделена на 1000 мм. На эту линейку накладывают шкалу (фиг. 2) так, чтобы линия W (она же обозначена 7,81) совпадала с делением 500 на линейке.
Определение рН при помощи этого мостика сводится к следующему. За три минуты до начала определений включают в цепь аккумулятор; затем вводят в цепь мостик. При этом движок 1 устанавливают точно на деление 500 и показание шкалы W. Пункт компенсации мостика находят путем установки движка 2. Когда ползушка так установлена, что электрометр показывает на отсутствие тока в цепи, тогда выключают мостик и вводят газовую цепь с испытуемым раствором, оставляя совершенно в покое движок 2. Пункт компенсации газовой цепи находят путем установки движка 1; показания движка дают непосредственный отсчет рН. Для того, чтобы убедиться в правильности отсчета, выключают газовую цепь, включают мостик, ставят движок 1 на деление (W=500) и смотрят на электрометр. Если последний показывает отсутствие тока в цепи, отсчет правилен; в противном случае определение повторяют.
Для технических целей, в заводских лабораториях при температурах от 18 до 22° ошибки при определении не превосходят 0,06 рН, что для практических целей вполне достаточно.
Очень быстро определение производится при хингидронном методе; при водородном методе быстрота достигается применением игольчатых электродов вместо пластинчатых.
В этом случае все определение с насыщением занимает не более 8-10 минут.
Располагая этим методом, можно сконструктировать компактный потенциометр по типу заграничных, что даст возможность получить более дешевые приборы.
Математические основания составления шкалы (фиг. 2) следующие.
Для водородного метода имеем уравнения:
При этом (а) = 0,00019837.
При 20° принимаем (а) Т по таблице = 0,05812 и В = 500 и, преобразовывая, находим:
РН = 0,03504 А - 4288.
Из этого уравнения получим точки на линейке для различных значений рН.
Для хингидронного метода, при последовательном включении в цепь Вестона для точности отсчета, имеем:
Преобразовывая, получаем:
РН = 25,33 - 0,03504 А.
Из этого уравнения находим точки для различных делений рН.
Шкала показана несколько укороченной - для водородного метода от 2,92 до 13,0 рН, а для хингидронного от 3 до 7,81 рН, что для практических целей достаточно.
Однако, если необходимо, то шкалы могут быть продолжены и далее.
Прибор для определения концентрации водородных ионов, снабженный шкалой с готовыми отсчетами рН и движком для установления пунктов компенсации в мостике Уитстона, отличающийся применением дополнительного движка 1, включенного в электрическую цепь потенциометра с мостиком, так что при направлении тока от А к В - после нахождения, с помощью соответствующего перемещения движка 2, пункта компенсации мостика, и последующей заменой мостика в цепи испытуемым раствором, искомая величина рН может быть определена соответствующим перемещением движка 1.
