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离子选择电极测量技术的专业指南
第十二章 测量仪器和数据处理的种类

a)模拟测量器

最早期pH测量计是分辨率仅为一或二毫伏的简单模拟装置。最原始的pH测量计以毫伏来校正,其相应的pH值像前述的那样通过校正曲线图来读取。然而不久人们就发现pH电极具有很好的一致性和重现性,斜率非常一致,所以没有必要对每一根电极都作一个校正曲线图。这样,仪器制造商可以制作出直接以pH单位进行校正的pH计。在每次使用时仅需进行简单的再校正(用于补偿温度的变化或电极响应的少许不同),即将电极浸入一个pH缓冲溶液中,调整仪器输出使之给出正确的读数。这种类型的测量器用起来简便快捷,非常适用于普通的pH的测量,只要电位变化在5mV以上,就有0.1pH单位的变化输出。

然而,正如在前面章节已经指出到的,对离子浓度进行直接测定时,电位仅改变1mV即代表了浓度4%的变化(对一价离子)或8%的变化(对二价离子)。因此为了测定离子浓度和获得更精确的pH测量,有必要采用更精确的测量系统。而且,离子选择电极的响应更易于变化,斜率不固定,所以每次使用时为了确定每根电极的斜率,采用完整的多点校正是十分重要的。这样一来,简单的预校正模拟计量器就不适合于离子选择电极的测量了。在进行离子浓度测量时,分析工作者必须对标准和样品的毫伏读数作出完整的记录,然后用浓度单位在半对数纸的对数轴上作图而得到校正曲线,这样,样品测定结果即可从图上直接读出。准确度取决于作图的浓度范围以及操作者的技巧。

b)数字测量器

当分辨率为0.1甚至0.01mV的数字测量器被引入使用时,给离子测量领域带来了革命性的变化。分析工作者可以更准确地读取电位值,随之而来是对电极要求提高了,电极的快速反应性和稳定性是保证测量结果准确度和精确度的主要决定因素。虽然,这类的数字测量器也有pH的校正功能,在进行离子测量是时,分析工作者还是要做离子选择电极测量技术的毫伏读数记录,然后把结果填在半对数纸上,或者输入到计算机用相关的作图软件上作出校正图,再把样品结果从图上读出,或者是通过人工计算又或者用计算机计算出来,这一部分与模拟测量器相同。

c)自校正,直读离子计

当微型处理机被引入使用时,把仪器的制造推向一个新的领域,通过其简单的微机程序,可以计算出校正数据的斜率和截距,并通过样品的毫伏读数计算出样品的浓度。这样,分析工作者仅需输入标准品的浓度并测出毫伏读数,然后将电极插入样品中,即可从计量器上直接读出样品浓度。然而,这些计量器通常是通过简单的小按键来进行多功能开关切换,用起来易于混淆,它们不适用于在电极的非线形范围内使用,也不适用于在不同校正范围内的采用不同的斜率,或对多种离子进行同时测量。而且,分析工作者难于评价校正结果的优劣或输入数据的检测误差,因此,在测量时还是需要人工把结果记录,以便进一步的分析和数据存档。

数据获取、传输、处理、保存这些问题的大部分已由计算机接口技术和复杂的软件包所解决,这些将在本指南的下一部分中进行介绍。

 

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