Метрологическое обеспечение измерений параметров и величин

Цели и задачи метрологического обеспечения измерений водородного показателя (рН) водных растворов

Основные положения Федерального закона «О единстве измерений».

единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью;

средство измерений — техническое устройство, предназначенное для измерений;

эталон единицы величины — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины;

государственный эталон единицы величины — эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации;

нормативные документы по обеспечению единства измерений — государственные стандарты, применяемые в установленном порядке международные (региональные) стандарты, правила, положения, инструкции и рекомендации;

метрологическая служба — совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений;

метрологический контроль и надзор — деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы (государственный метрологический контроль и надзор) или метрологической службой юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм;

поверка средства измерений — совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям;

калибровка средства измерений — совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору;

сертификат об утверждении типа средств измерений — документ, выдаваемый уполномоченным на то государственным органом, удостоверяющий, что данный тип средств измерений утвержден в порядке, предусмотренном действующим законодательством, и соответствует установленным требованиям;

аккредитация на право поверки средств измерений — официальное признание уполномоченным на то государственным органом полномочий на выполнение поверочных работ;

сертификат о калибровке — документ, удостоверяющий факт и результаты калибровки средства измерений, который выдается организацией, осуществляющей калибровку.

Статья 2. Законодательство Российской Федерации об обеспечении единства измерений Регулирование отношений, связанных с обеспечением единства измерений в Российской Федерации, в соответствии с Конституцией Российской Федерации осуществляется настоящим Законом и принимаемыми в соответствии с ним актами законодательства Российской Федерации.

Статья 4. Государственное управление обеспечением единства измерений.

• 1. Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации осуществляет Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России).
• 2. К компетенции Госстандарта России относятся:

межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в Российской Федерации;

представление Правительству Российской Федерации предложений по единицам величин, допускаемым к применению;

установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин;

определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;

осуществление государственного метрологического контроля и надзора;

осуществление государственного контроля за соблюдением условий международных договоров Российской Федерации о признании результатов испытаний и поверки средств измерений;

руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных государственных служб обеспечения единства измерений;

участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений.

Статья 5. Нормативные документы по обеспечению единства измерений.

• 1. В соответствии с настоящим Законом и другими актами законодательства Российской Федерации Госстандарт России утверждает нормативные документы по обеспечению единства измерений, устанавливающие метрологические правила и нормы и имеющие обязательную силу на территории Российской Федерации.
• 2. Допускается утверждение нормативных документов по обеспечению единства измерений Госстандартом России и заинтересованными государственными органами управления Российской Федерации, несущими ответственность за применение указанных документов в порученных им сферах управления.

Статья 7. Государственные эталоны единиц величин Государственные эталоны единиц величин используются в качестве исходных для воспроизведения и хранения единиц величин с целью передачи их размеров всем средствам измерений данных величин на территории Российской Федерации.

Государственные эталоны единиц величин являются исключительной федеральной собственностью, подлежат утверждению Госстандартом России и находятся в его ведении.

Статья 8. Средства измерений.

• 1. Средства измерений используются для определения величин, единицы которых допущены в установленном порядке к применению в Российской Федерации и должны соответствовать условиям эксплуатации и установленным требованиям.
• 2. Решения об отнесении технического устройства к средствам измерений и об установлении интервалов между поверками принимает Госстандарт России.

Статья 9. Методики выполнения измерений Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками. Порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений определяется Госстандартом России.

Области и методы применения средства измерения.

Прибор может использоваться во многих производствах, где необходим контроль среды, универсальным показателем состояния которой и соответствия её требуемым — является pH: при высокотехнологичном производстве всех видов горючего, в фармакологической, косметической, лако-красочной, химической, пищевой промышленности и мн. др.

pH-метры имеют широкое применение в научно-исследовательской практике химиков, микробиологов и почвоведов, агрохимиков, в лабораториях стационарных и передвижных, в том числе полевых, а также клинико-диагностических (для контроля физиологических норм и диагностики), судебно-медицинских. Последнее время pH-метры также широко используются в аквариумных хозяйствах, для контроля качества воды в бытовых условиях, в земледелии (особенно в гидропонике).

pH-метрия, водородный показатель, понятие рН Водородный показатель, pH — это мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, выраженной в молях на литр.

Вода является слабым электролитом; она слабо диссоциирует по уравнению.

H2O = H+ + OH;

При 25 °C в 1 л воды распадается на ионы 10−7 моль H2O. Концентрация ионов H+ и OH- (в моль/л) будет равна.

[H+]=[OH-]=10−7.

Чистая вода имеет нейтральную реакцию. При добавлении в нее кислоты концентрация ионов H+ увеличивается, т. е. [H+]>10−7 моль/л; концентрация ионов OHуменьшается, т. е. [OH-]10−7 моль/л; следовательно, [H+]<10−7 моль/л. На практике, для выражения кислотности или щелочности раствора вместо концентрации [H+] используют ее отрицательный десятичный логарифм, который называют водородным показателем pH:

pH=-lg[H+].

В нейтральной воде pH=7. Для растворов с кислой реакцией pH7.

Если учесть, что свойства растворов зависят от активностей находящихся в них ионов, то следует приведенное выражение записать в виде:

pH = lgaH+.

В разбавленных растворах значения концентрации и активности совпадают и только при высокой минерализации могут быть значительные расхождения.

В настоящее время pH считается характеристикой активности ионов водорода. Поэтому, иногда в символ pH вводят нижний индекс «a»: pHa или paH. Обычно, это делается, когда необходимо явно подчеркнуть отличие определения водородного показателя через концентрацию или активность.

Для настройки pH-метров применяют стандартные буферные растворы с точными значениями pH.

Принятая в России по стандарту 8.134−74 шкала pH основана на воспроизводимых значениях pH нескольких растворов. Шкала pH обладает внутренней согласованностью, т. е. экспериментально измеренная величина pH не зависит от того, какой из растворов был выбран в качестве стандартного.