PH值检测方法和水质分析方法与流程

ph值检测方法和水质分析方法
技术领域
1.本发明涉及ph检测，特别涉及ph检测方法和水质分析方法。


背景技术：

2.目前，国内外以能斯特(nernst)方程为依据以电极为检测装置进行ph测量/特定离子含量检测的产品很多，结果显示方式有指针读数式、数字显示式，温度补偿方式有人工手动温度补偿、自动温度补偿。不进行温度补偿或者温度补偿效果不好会对测试结果产生巨大影响，测试误差高达100％～200％，远远达不到测试的需求。根据ph计/离子计测量的操作定义，要想得到精密的测量结果，样品溶液与标准溶液应在相同和恒定的温度下测量，这就是等温测量原理。但实际测量中很难做到等温条件，所以基本都是进行温度补偿。
3.目前市面上的ph计/离子计采用的方法是在出厂前测量不同温度下的标准曲线，分别建立斜率与温度、截距与温度的变化曲线，测量实时温度，代入两个标准曲线计算实时斜率和截距，或者计算斜率和截距随温度的变化率，对最近一次标定的斜率和截距进行校正。这两种方法均需要在出厂前进行温度测试确定参数，并且在使用一段时间后电极斜率发生改变，此时若仍按照出厂时的参数进行校正，校正后的斜率和截距与实际值会存在一定误差，不能达到精确温度补偿的效果。
4.地表水、饮用水、水源水自动监测过程中，高锰酸盐指数作为一项重要指标，常采用高锰酸盐滴定法进行检测。高锰酸盐滴定法(gb11892
‑
89)主要内容为：水样中加入相应量的高锰酸钾和硫酸，混匀并高温消解，高锰酸钾可充分氧化还原性物质，再加入过量的草酸钠消耗剩余的高锰酸钾，最后逐滴加入高锰酸钾，通过反应体系的颜色或电位值的突变，确定反应终点，用消耗高锰酸钾的实际滴定量计算出水样中的高锰酸盐指数。这种检测方法具有诸多不足，如：
5.1.即便定量泵能够完成小于10μl级别的高精度定量，但液体汇聚呈滴的体积最小也要达到几十μl，因此高锰酸钾溶液单次滴定体积大，进而导致样品和其他试剂消耗量大；
6.2.通过将高锰酸钾溶液伸入液面下，可实现小体积滴定，但管路会受到样品污染，影响分析准确性；
7.3.滴定时间与样品浓度呈正比，导致样品浓度越接近量程值，分析时间越长。


技术实现要素：

8.为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种ph值检测方法。
9.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
10.ph值检测方法，所述的ph值检测方法包括以下步骤：
11.(a1)获得待测液体的温度t和电位值e；
12.(a2)获得所述的待测液体的ph值，t0是之前标定时的温度，单位是开，k是之前标定时标准曲线的斜率，电位值e的单位是毫伏，b是之前标定时标准曲
线的截距。
13.与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
14.1.ph值测量误差小；
15.现场检测待测液体的温度和电位值，调用标定时的温度、标准曲线，即可计算ph值，方便、准确；
16.2.水样和试剂消耗量小；
17.利用同一管道将高锰酸钾溶液和气体同时送入反应室，确保了定量的高锰酸钾溶液全部进入反应室，降低了单次滴定高锰酸钾溶液的体积，从而降低了水样和试剂的用量；
18.3.定量准确
19.利用同一管道将高锰酸钾溶液和气体同时送入反应室，避免管路受样品污染，还确保了进入反应室内的试剂的量的准确性，提高了高锰酸盐指数定量准确性；
20.4.检测时间短；
21.利用同一管道将高锰酸钾溶液和气体同时送入反应室，降低了滴定时间，缩短了检测时间；
22.高锰酸钾溶液的滴入量经过预测，然后以不同的速度滴定，缩短了滴定时间，降低高浓度样品分析时间，使不同浓度样品分析时间均小于30min。
具体实施方式
23.以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了解释本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
24.实施例1：
25.本发明实施例的ph值检测方法，所述的ph值检测方法包括以下步骤：
26.(a1)获得待测液体的温度t和电位值e；
27.(a2)获得所述的待测液体的ph值，t0是之前标定时的温度，单位是开，k是之前标定时标准曲线的斜率，电位值e的单位是毫伏，b是之前标定时标准曲线的截距。
28.为了验证本发明的ph值检测方法，以不同温度下的浓度为0.101mol/l的hcl样品测试为例，测量了8、17、27、33、39、45℃的电位值，计算未温补、本方法温补后的测量误差，具体数据见下表(表格中的理论浓度是溶液中氢离子浓度，与ph值对应)：
[0029][0030]
通过上述比对可知，采用本发明的ph值检测方法后，误差显著下降。
[0031]
实施例2：
[0032]
本发明实施例的水质分析方法，所述水质分析方法包括：
[0033]
ph值的检测，包括以下步骤：
[0034]
(a1)获得待测液体的温度t和电位值e；
[0035]
(a2)获得所述的待测液体的ph值，t0是之前标定时的温度，单位是开，k是之前标定时标准曲线的斜率，电位值e的单位是毫伏，b是之前标定时标准曲线的截距；
[0036]
高锰酸盐指数的检测，具体方式为：
[0037]
在滴定过程中，输送泵输送气体，并通过第一管道送入反应室内；
[0038]
同时，第一定量泵定量高锰酸钾溶液，并依次穿过第二管道和第一管道，混合所述气体并进入所述反应室内。
[0039]
为了输送气体和高锰酸钾溶液，进一步地，所述气体准连续地进入所述反应室内，所述高锰酸钾溶液脉冲式地进入所述反应室内。
[0040]
为了缩短滴定时间，进一步地，高锰酸钾溶液进入反应室的方式为：
[0041]
水样和消解液从第一进口进入所述反应室内；
[0042]
消解完成后，获得反应室内溶液的吸光值a
x
；
[0043]
利用吸光值a
x
及水样浓度c
‑
吸光值a间的第一映射关系，得到水样的预测浓度c
预
；
[0044]
利用所述预测浓度c
预
及水样浓度c
‑
滴定终点体积v间的第二映射关系，得到滴定终点预测体积v
预
；
[0045]
以第一速度v1向所述反应室内加入高锰酸钾溶液，体积为v1，1<v
预
/v1<2；
[0046]
以第一速度v2向所述反应室内加入高锰酸钾溶液，v2<v1，直到获得的反应室内溶液的吸光值大于阈值，从而得到滴定终点体积v；
[0047]
利用所述体积v以及所述第二映射关系，得到水样的高锰酸盐指数。
[0048]
为了获得准确的映射关系，进一步地，所述第一映射关系和第二映射关系的获得
方式为：
[0049]
将第一标液和消解液送所述反应室，待消解结束后，获得反应室内的溶液吸光值a1；
[0050]
向所述反应室内加还原剂，之后滴定，并获得每次滴定后溶液的吸光值a，直到所述吸光值a超过阈值，得到滴定终点体积v
11
；
[0051]
利用上述方式得到第二标液的消解后容器吸光值a2以及滴定终点体积v
22
；
[0052]
利用所述第一标液和第二标液以及吸光值、滴定终点体积，获得水样浓度c
‑
吸光值a间的第一映射关系，以及水样浓度c
‑
滴定终点体积v间的第二映射关系。
[0053]
为了缩短消解时间，进一步地，在水样的消解中，所述反应室出口处的阀和第一进口处的阀均关闭，所述反应室内形成封闭的空间。
[0054]
实施例3：
[0055]
根据本发明实施例2的水质分析方法的应用例。
[0056]
在该应用例中，反应室的第一进口的上游安装第一阀，出口处安装第二阀；输送泵采用蠕动泵，准连续地将空气输送到反应室内；顺序注射平台采用多通道选向阀和泵的组合，用于分别将水样、消解液和还原剂送入所述反应室内；第一管道的一端连通反应室的第二进口，第二管道和第一管道的连通点处于所述第二进口和输送泵之间。
[0057]
高锰酸盐指数的检测方法为：
[0058]
消解阶段，利用顺序注射平台分别将水样和消解液(穿过第一进口)送入反应室内，关闭第一阀和第二阀，使得消解在封闭的反应室内进行，缩短了消解时间；
[0059]
滴定阶段，在滴定过程中，输送泵输送气体，并通过第一管道送入反应室内；
[0060]
同时，第一定量泵定量高锰酸钾溶液，并依次穿过第二管道和第一管道，混合所述气体并进入所述反应室内；
[0061]
在上述滴定过程中，高锰酸钾溶液进入反应室的方式为：
[0062]
水样和消解液从第一进口进入所述反应室内；
[0063]
消解完成后，获得反应室内溶液的吸光值a
x
；
[0064]
利用吸光值a
x
及水样浓度c
‑
吸光值a间的第一映射关系，得到水样的预测浓度c
预
；
[0065]
利用所述预测浓度c
预
及水样浓度c
‑
滴定终点体积v间的第二映射关系，得到滴定终点预测体积v
预
；
[0066]
以第一速度v1向所述反应室内加入高锰酸钾溶液，加入的高锰酸钾溶液体积v1，1<v
预
/v1<2，如v
预
/v1＝1.25
[0067]
以第一速度v2向所述反应室内加入高锰酸钾溶液，v2<v1，直到获得的反应室内溶液的吸光值大于阈值，从而得到滴定终点体积v；
[0068]
利用所述体积v以及所述第二映射关系，得到水样的高锰酸盐指数。
[0069]
所述第一映射关系和第二映射关系的获得方式为：
[0070]
将第一标液和消解液送所述反应室，待消解结束后，获得反应室内的溶液吸光值a1；
[0071]
向所述反应室内加还原剂，之后滴定，并获得每次滴定后溶液的吸光值a，直到所述吸光值a超过阈值，得到滴定终点体积v
11
；
[0072]
利用上述方式得到第二标液的消解后容器吸光值a2以及滴定终点体积v
22
；
[0073]
利用所述第一标液和第二标液以及吸光值、滴定终点体积，获得水样浓度c
‑
吸光值a间的第一映射关系，以及水样浓度c
‑
滴定终点体积v间的第二映射关系。