PH计之斜率补偿 2020-03-03

PH计之斜率补偿  出自：

https://blog.csdn.net/k331922164/article/details/90076721?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task

PH计一般不带温度补偿，而温度对强酸、强碱的pH值影响比较大，对偏中性的溶液影响不大。

这里的温度补偿有两种含义：补偿溶液、补偿斜率。

一、补偿溶液。

由于水的电离受温度影响，所以不同的溶液的pH值受温度影响的程度不同，需要查表才能补偿。

二、补偿斜率。

1、理论斜率。

这里的斜率是由能斯特方程得到的（方程的具体推导过程请参考《电化学》）。

上式中，t为摄氏度。

R是理想气体常数，等于8.314570J.K-1.mol-1。

T是温度，单位开，T=273.15+t。

F是法拉第常数，1F等于96485C.mol-1。

n是半反应式的电子转移数，单位mol，对于氢离子，n=1。

E为被测溶液的电压，E0为等电势点，单位均为伏，V。

但是，利用上式做斜率补偿时，发现温度对PH值影响很大，跟理论值相差甚远。

后来发现以下公式是正确的。

原因是：由lgx变成lnx,在lgx的基础上乘以ln10,约为2.30259。

也就是说需要把K的lg换成ln，就在K的基础上乘以2.30259。

2、实际斜率与等电势点。

温度一定时，测量标准缓冲溶液pH1=6.86，记录电压E1，再测量pH2=4.00，记录电压E2，利用下式计算实际斜率。

利用下式计算等电势点。

计算斜率误差

Kdelta = K实际 - K理论。

把Kdelta和E0保存在单片机中，测量时再取出来使用。

三、计算实际PH值。

上式中的K是K实际 = K理论 + Kdelta。K理论=-(2.30259*R*T)/F，此处的T可由防水型的DS18B20测得。

E为被测溶液的电压值。

这就完成了斜率补偿。

四、注意事项。

1、每次测量前都先校正一次。也就是先用两种标准缓冲溶液（一般使用6.86和4.00的溶液）得到Kdelta和E0,再利用这两个值来计算实测的PH值。

2、复合电极有两个地方有溶液。拧开盖子，盖子上的溶液为保护溶液，是pH=7.00的KCL溶液；电极杆内部也装有溶液，这个溶液叫外参比溶液，一般是KCL，买电极时，有一小白瓶里面装有白色粉末的就是KCL粉末，加上20mL水就可以使用了。保护溶液和外参比溶液都是必须要有，不能干掉，否则电极测量出的值不准。

3、一般购买的标准缓冲溶液只是一包粉末，可以买一些250mL的小瓶子来兑出标准缓冲溶液。

4、25摄氏度折算。将当前温度下的pH值换算到25摄氏度下的pH值，而其它条件不变。制定一个统计的参照标准，便于验证。

5、在单片机计算时，需要把浮点数扩大10000倍，再保存于EEPROM中，取出时，再除以10000倍即可。

五、参考资料。

标准缓冲液pH值与温度对照表。

https://wenku.baidu.com/view/3d002c507275a417866fb84ae45c3b3567ecdde5.html?rec_flag=default

基于单片机ADuC845的pH计的设计。

https://wenku.baidu.com/view/60e1e90f7cd184254b3535f2.html?from=search

六、本文使用的电极。