电厂化学仪表期末复习

期末复习题

1． 分析仪器的概念，根据使用场合不同可分为哪两种？

答：分析仪器是测量物质的化学组成结构及某些物理特性的一类仪器 实验室型 在线自动分析型

2． 分析仪器的组成，各部分的作用，核心部分是什么?

答：

① 分析部分（传感器）将试样中待分析组分转化为易测量的电信号，也是核心部分 ② 信号处理部分（变送器）通过软硬件的设计，将微弱信号进行放大，并消除噪声 ③ 显示部分 将测量的数据信息直观反映出来

3． 书上第二页，凝结水泵出口和和省煤器入口测定参数及主要作用？

答：凝结水泵出口：阳离子电导率：监测凝汽器泄露

溶氧：监视井除气装置的运行和空气的泄露情况

pH 值：监测为降低凝汽器腐蚀而添加的氨或其它碱性添加剂的量 电导率或钠、二氧化硅：监测水质

省煤器入口：电导率、阳离子电导率、pH 值、钠、二氧化硅：监测给水水质、加NH 3剂量 联氨：监控加N 2H 4剂量

浊度：间接指示转移到给水中的腐蚀产物

氢：与蒸汽中的氢比较，指示锅炉腐蚀

4． 电厂化学仪表在电站中的主要任务？

答： ① ② ③ ④

直接监督水气的品质 监控化学添加物剂量 监督污染物 监控设备运行工况

⑤ 直接监视腐蚀速度、DO 、氢导

5． 电厂化学仪表在电厂中主要目的是什么？

答：在水汽循环系统中的主要目的：

① ② ③ ④ ① ② ③ ④

防止结垢、积盐 减缓热力设备的腐蚀 保证系统安全运行

延长热力系统的检修周期和使用寿命 监督水净化设备生产的除盐水质量 保证水净化设备安全经济运行

按环保标准规定的排放标准监督废液的排放 检验水净化设备运行效果

在水处理系统中的主要目的:

6． 导体根据导电方式不同，可以分为哪两类，第二类导体的定义是什么？

答：分为第一类导体和第二类导体

第二类导体：依靠离子在电场作用下定向迁移导电

7． 写出电导率、电极常数公式（表明各参量的单位和含义）？ 答: κ=K*G

κ 电导率 S/cm K 电极常数cm

-1

G 电导 S

8． 测量电导池电极常数的测量方法是哪两种，分别说明？

答： ① ②

标准电导溶液法 将电极放入已知电导率k 的标准溶液中，用电桥或者电导率仪来测量其电阻或电导 K=κ/G=κ*R

标准电极比较法 用已知电极常数的电极和未知电极常数的电极分别置于同一溶液中，用电导率仪或电桥（交流）测量电阻或电导

9． 影响电导率测量的因素主要有哪四种？

答： ① ②

温度

电导池电极极化的影响

③ 电极系统电容的影响 ④ 可溶性气体

10． 为什么要规定电导率的基准温度？

电解质溶液的电导率受温度影响较大，即使溶液的浓度不变，溶液的电导率也随着稳负的变化而发生明显的变化。所以，若以电导率来表示水的品质或者溶液的浓度，必须在一定的温度条件下进行才有意义，因此，我们需要规定一个电导率的基准温度。

11． 在较低浓度时，电导率与温度关系近似公式，在常温下酸、碱、盐类的温度系数分别是多少？

κ≈κt 0[1+β1(t-t0)] β

1

盐类 0.023°C

β1酸类 0.016°C β1碱类 0.019°C

12． 电导率在测量过程中，都存在哪些极化，如何解决？

浓差极化和化学极化 解决方法：

① 采用交变电源减小浓差极化和化学极化 ② 把铂电极表面制成铂黑，增加电极表面积，降低单位面积，降低单位面积电流密度，

削弱化学极化的影响

13． 根据电导池交流等效电路图说明各符号的含义，溶液电导率与频率之间的关系？

R 1和R 1’表示电极极化等效电阻 R x 为电解质溶液的电阻 C 1和C 1’为静电容 C 0为电解质电容

电源的频率越高，C 1,C 1’呈现的容抗越小，对于R!,R1’的 旁路作用越大，流过溶液电阻R X 的电流与电压之间的相 移就越小，C 1和R 1、C 1’和R 1’并联后所占的分压就比较 小，因而提高电源频率对削弱R 1,R 1’,C 1,C 1’的影响也是有 利的。但频率过高，电解质电容C 0和电缆分布电容的电流

C 0

电导池交流等效电路图

增大，给测量带来不利影响。在一些电导率仪中，增设电容补偿电路，以减少C 0和电缆分布电容的影响，某些在线电导仪中，因为连接点捯饬河边送去的电缆较长，所以较少采用高频电源。 14． 可溶性气体对溶液电导率有什么影响，如何克服？什么是氢导？

氨气溶于水成为弱碱性溶液，二氧化碳溶于水成为弱酸性溶液，这就增强了溶液的导电能力，是溶液电导率增加。

为了消除氨的影响，加入阳离子交换树脂

氢电导率和阳离子电导率是相同的, 它是将水样先经过氢离子交换柱交换后的水, 测定得到的电导率 15． 电导率与含盐量之间的关系，课堂上讲的例题？（计算题）

在30°C 时，所测溶液氢导为0.6μS/cm，求溶液的含盐量。 解： ① κt =κ

κ② κ

t 0[1+β1(t-t0)]求出κt 0 30=κ25[1+β1(t-t0)] t 0/3.2

转化成实际κ

③ 带入25°C ，NaCl ，κ与含盐量的关系，求出含盐量 答案：0.0811 mg/L

16． 根据电导率仪测量原理示意图，分析Uo 与k

的关系？

分析：当r 足够大时，可认为放大器与Rm 连接端为开路

，

E,Rx=K/κ =>

E

当调整Rx>>Rm时，一般认为Rx>>100Rm2，分母Rm 可以忽略，公式可以简化为

E

17． DY-2000型工业电导率仪的组成？

方波发生器、量程切换、电导池、信号放大电路、整流滤波、单片机、温补电路、二选一开关、显示器键盘、标准信号输出

18． 根据书上19页，分析工业电导率仪输入级电路图？

Ⅰ 方波发生器（功能）：为电导率仪提供交流信号（作用）

Ⅱ 多路电压幅值放大电路：实现量程切换 Ⅲ 阻抗放大电路：实现电流电压转换

Ⅳ 整流滤波：将交流信号转变成直流信号供单片机检测

Ⅴ 蜂鸣器：报警 Ⅵ 电导池信号采集 Ⅶ 温度补偿电路

19． 电导率仪的准确度如何校验？

通常将电极常数调为1，温度t 为25℃，这时，将档位调到对应范围，然后连接标准电阻，获得电导值 20． 什么是电位式分析方法，电位式分析仪器的组成？

电位式分析法是指通过测量电极系统与被测溶液构

成的测量电池（原电池）的电动势，获得被测溶液离子活度（或浓度）的分析方法。 传感器（测量池）、变送器（测量出测量池中点位的仪器，可用高阻毫伏计、离子计）、显示 21． 什么是标准电极电位，非标准电极电位的公式？

某金属及其盐溶液为1mol/L时，25℃下与标准氢电极组成的原电池的电极电位叫标准电极电位

22． 详细的膜电位除了能斯特电位外包含哪些电位，分别描述？

还包含膜内扩散电位E D 和膜的不对称电位E 不对称

膜内扩散电位是因膜内离子扩散引起的，对制成的膜来说是一定值。

不对称电位与膜表面的均匀程度、膜的组成、厚度等因素有关，一般是由膜两边结构上的差异引起的 23． 有干扰离子存在且不能忽略的膜电位公式，各符号的含义？

a A 主要离子活度 z A 主要离子价数 a B 干扰离子活度 z B 干扰离子价数

k AB 离子A 对离子B 的电位选择性系数

24． 玻璃膜电极膜电位产生的机理，为什么要进行活化？

纯净的玻璃为SiO 2，不存在可供离子交换的电荷点，引入L i2O 或者Na 2O 后，某些Si-O 断裂形成带负电荷的硅氧基，这种硅氧基可提供离子交换的电荷点

干态下不能进行离子交换，活化后形成可供离子交换的水化凝胶层，可供交换的集团（硅氧基）和进行离子交换的场所（水化凝胶层）是离子交换的必要条件

25． pH 玻璃膜电极如何解决Na +的干扰，pNa 玻璃膜电极如何提高对Na +响应的灵敏度和消除氢离子的干

扰？

在制作玻璃膜时，一般用L i2O 代替Na 2O ，因为Li +的半径比Na +小，这种玻璃膜表面的自由空间和Li +的大小相当，Na +不易进入，而且Li +与硅氧基的缔结力比Na +大，Na +等碱金属不以替代，而且对H +的行为影响较小，这样就大大降低了Na +的干扰。

在钠硅玻璃中引入三价元素氧化物，如Al 2O 3，增加交换基质负电荷的场强以提高膜对Na+相应的灵敏度

减少被测体系中H +浓度来减小H +的干扰

26． 分别写出甘汞电极、银-氯化银电极的电化学原电池符号、电极反应式和电极电位？

Hg|Hg2Cl 2(s)|Cl(溶液) Hg 2Cl 2 + 2e-→2Hg+2Cl-

Ag(s)|Hg2Cl 2(s)|Cl(溶液) Hg 2Cl 2 + 2e-→2Hg+2Cl- 27． 离子选择性电极性能参数包含哪些参数？

1. 响应斜率 2. 检测下线与测量范 3. 选择性系数 4. 电极内阻 5. 响应速度 6. 稳定性 7. 重现性 8. 电极寿命 28． 离子选择性电极使用原则？

1. 一般用于较低浓度溶液活度检测，高浓度溶液对膜腐蚀溶解严重 2. 如果有多个样品，测定次序从稀到浓

3. 应用离子选择性电极进行在线测定时，要考虑响应时间的影响因素 29． 电位式分析仪器中，测量电池的电动势完整描述公式，各参数的含义？

E=(ED +E不对称+E1+E2+E内参)-(E外参+E液接)

E D ----膜内扩散电位 E 内参----内参比电极电位

E 不对称----膜的不对称电位

E 外参 ----外参比电极电位

E 液接----液接电位

E 1----敏感膜内侧的相界面电位

E 2 ----敏感膜外侧的相界面电位

30． 什么是液接电位，如何减小液接电位的影响？

定义：液接电位是离子扩散引起的，当两种组分不同或组分相同但浓度不同的溶液相接触时，界面就会有有液接电位出现。

减小液接电位的方法：（1）采用盐桥连接两溶液，避免两溶液接触 （2）控制两溶液的交换速度 （3）采用固体参比电极

31． 电位式分析方法中，温度对测量的影响包括哪几部分，哪部分可由仪器补偿？

三部分：1. 标准电位温度系数项：表示电极本身的特性与膜的材料. 内充液. 外参比电极等温度特性有关 2. 能斯特温度系数斜率项（可又仪器补偿）： （1）当n=1，温度变化1℃，斜率变化0.1984mv （2）当n=2，温度变化1℃，斜率变化0.0992mv

3. 溶液温度项系数：受溶液中离子活度的影响，对弱电解质还受平衡常数的影响。 32． 根据电位式分析仪器电池内阻对测量影响示意图分析测量电池对输入阻抗的要求？ 分析：E= IR内+IRL

E’=IRL

E ’/E=RL /(RL +R内)

当R L >>R内时，忽略R 内，即E ’/E=1

因此，若R L 太小，测量电池的输出电流就要大大增加，以致使测量电池过负荷，电池发热的同时也破坏了电极系统的平衡。因此，使用输入阻抗高的变送器对测量也是必要的 33． 等电势调节的定义及作用？（P50）

定义：在不同温度下，E--Px 曲线交于一点（P xo ，E ），且该点dE/dT=0则这一点称为等电势点，完成等电势调节电路的变换就是等电势调节。

作用：对不同温度的溶液测量时不会引进截距误差。 34． pNa 测定中的干扰因素有哪些？如何解决？

① ② ③ ④

H +干扰 调节PH>3个PH Na

K +干扰：主要来源是参比电极 解决方案：降低参比电极kcl 浓度；采用固体参比电极；流动法将参比电极置于指示电极下游

Fe 3+污染 解决方案：在加碱装置后端安装除铁过滤器 环境污染 解决方案：

（1） 用高纯水清洗存放微钠试样容器 （2） 不同试样部混合 （3） 禁止用手触摸电极

（4） 新购电极用酒精或CCl 4清洗 （5） 用塑料制品存放标准液或水样

35． 根据书上68页分析DY3000型工业pH 分析仪输入级电路图各部分功能？

Ⅰ

阻抗变化实现PH 电极电压信号的采集， Ⅱ 实现指示电极和参比电极间电位差信号的转化 Ⅲ 电压跟随 Ⅳ Ⅴ

信号反向和基线上移 温补电路

36． 电流式分析仪器按工作原理可分为哪两类？ 原电池式和极谱式

37． 原电池型电流式分析仪根据传感器类型分为哪三种？ 接触式 复膜式 洗出式

38． 按书上96、97页分别推导接触式和复膜式原电池电流传感器工作原理、电极反应式、电流与溶解氧

浓度关系式？

39． 什么是极谱型电流传感器？

定义：在极谱型电流传感器阴阳量极间施加由小到大的电压时，由于溶液中某种被分析物质的存在，可以得到极谱图。

40． 溶氧分析仪的校准方法主要有哪几种，使用最普遍的是哪种？ 校准方法：化学分析法 饱和氧水法 空气校准法 电解氧校准法 电解氧校准法使用最为普遍

41． 电解氧校准法中析出氧质量与电量之间的关系式，各参数的含义？（计算题P101）

m K

M

z

Q

m ：析出物质的质量g K ：比例常数，1/96500c M ：析出物质的原子摩尔质量，g/mol z ：析出物质的电价 Q ：电解过程中通过的电量，C O

（1）若电流为I(mA)，时间为t （min ），水样流量为q v （ml/min），析出氧量为

若t(min)通过水样的总体积为V(L)，则

，氧浓度增量为

42． 光学式分析方法的定义，光学式分析方法的实质是研究什么和什么之间的关系？

定义：基于物质光学特性（吸收光波 发射光波 散射光波等）对被测物质进行定量或定性分析的方法。 实质是研究物质成分与辐射能之间的关系。 43． 红外光、可见光、紫外光的波长范围？

红外光：780nm ——10vm 可见光：390nm ——780nm 紫外：10nm ——390nm 44． 颜色互补的概念是什么？

互补色光：能复合成白色光的两种颜色光称为互补色光。

45． 比尔定律公式的两种表达式（透光率和吸光度），及各参数含义？（P 125）

透光率：T=IT /IO =e

-aLc

=10-KLc 吸光度:A=-lgT=-lg(IT /IO )=KLc

T ：透光率 I T ：透射光强 I O ：入射光强 K:吸光系数 L ：溶液厚度 c ：溶液浓度 A ：吸光度

46． 什么是浊度，浊度有几种测量方法，其浊度单位有哪几种？国际通用的浊度单位及标准液是什么？ 答：浊度：水的浑浊程度，即水中微粒物质对光的散射而使水的透光率下降的程度。

测量方法；透射光浊度法 散射光浊度法 积分球浊度法

单位：杰克逊烛光浊度吧（JTU ） 毫克/升浊度 福马肼浊度（FTU ） 散射光浊度（NTU ） 国际通用浊度单位：散射光浊度（NTU ） 国际标准浊度溶液：福马肼浊度（FTU ）