Reduced-complexity detection and phase synchronization of CPM signals

Reduced-complexity detection and phase synchronization of CPM signals
Reduced-complexity detection and phase synchronization of CPM signals

Reduced-Complexity Detection and Phase Synchronization of CPM Signals

Giulio Colavolpe,Student Member,IEEE,and Riccardo Raheli,Member,IEEE

Abstract—Based on a recent extension of Laurent decomposi-tion of continuous phase modulation (CPM)signals into a sum of linearly modulated components,we derive a class of reduced-complexity maximum-likelihood (ML)coherent detection and closed-loop phase synchronization schemes.

The complexity of the resulting detection schemes,expressed in terms of the number of matched ?lters and states of a Viterbi algorithm,is signi?cantly reduced with respect to that of optimal coherent receivers with negligible performance loss.This result extends a known one valid for the binary case to multilevel CPM.The proposed synchronization schemes do not require an increased number of matched ?lters,and are perfectly suitable to be used in conjunction with these receivers.

Based on the phase-locked loop (PLL)equivalent linear model,a method for optimizing the parameters of digital second-order PLL’s is presented.Numerical examples,based on theoretical analysis and computer simulation,are provided for two speci?c formats in the CPM class:tamed frequency modulation (TFM)and a quaternary raised-cosine (RC)modulation.

Index Terms—Continuous phase modulation,maximum-likelihood estimation,phase-locked loops.

I.I NTRODUCTION

C

PM

matched

?lters,

states,

where

-ary case [7],CPM signals may be exactly or

approximately decomposed into a sum of linearly modulated https://www.360docs.net/doc/867304613.html,urent representation has been used by Kaleh [8]to signi?cantly reduce the size of the ?lter bank and the number of trellis states in coherent detectors for binary https://www.360docs.net/doc/867304613.html,ing the extended Laurent representation [7],this result is con?rmed to hold for multilevel CPM signals.Similarly to the binary case [8],

for

a practically optimal receiver is composed of only 4

matched ?lters and a Viterbi processor with 4states,whereas the optimal receiver requires 32?lters and 16states.An alternative derivation of Laurent representation in the special case of a binary CPM with modulation

index

-ary

CPM signals,which are particularly suitable to be employed in conjunction with optimal or reduced-complexity receivers based on the same signal representation.It is shown that the same ?lters necessary for coherent detection are also suf?cient for synchronization purposes.A carrier recovery algorithm for binary CPM signals

with

possible presence of oscillator instabilities modeled as phase-continuous step-like instantaneous frequency variations [12],[13].Computer simulation has also been used to con?rm and extend the theoretical analysis.

The paper is organized as follows.In the next section,we review the signal model based on the extended Laurent representation.This signal model is used in Section III to realize reduced-complexity coherent detectors and to derive a general ML synchronization structure.In Section IV,we analyze the proposed synchronization schemes,and provide a loop optimization algorithm.In Section V,we present numerical results.Conclusions are drawn in Section VI.

II.S IGNAL M ODEL

The complex envelope of CPM signals has the form [1],[4],[14]

(1)

in which is the energy per information symbol of the bandpass received

signal,

is the modulation index

and

-ary alpha-bet

with equal probability,and

for

(3)

in

which

(5)

where

(6)

If and the pulses we obviously obtain the exact representation.As shown in [7],most of the signal power is concentrated in the

?rst

components,associated with the

pulses

which are denoted as principal .As a

consequence,a value of and the pulses

this approximation may be slightly improved by selecting the

pulses

may be expressed as the sum of the

corresponding

and

decomposing the information symbol in two binary symbols and belonging to the alphabet as suggested in [7],we may write

(7)

Assuming

that

(8)

with

will be used in the numerical

results.

For binary CPM signals,the representation (5)holds

with

and their correlation

sequence

The next

signi?cant pulse is

In the special case of minimum shift-keying (MSK)-type modulations,i.e.,binary CPM

with

[6].The symbol

sequence corresponding to ?rst signal component is simply related to the information symbol sequence by

For the symbol sequence corresponding to the

second signal component is de?ned

by

i.e.,

for

otherwise.

(12) Evidently,the?rst component is suf?cient to carry the binary information symbols;the raison d’?e tre of the other components is to give to the signal its constant envelope.

In this paper,the approximation(6)represents the con-ceptual basis for the derivation of the detection and phase synchronization schemes.Since most of the signal power is carried by a few signal components,we consider only

terms in(6).This approach has been used in[8]to derive reduced-complexity near-optimal receivers for Gaussian–MSK(GMSK)modulation.These receivers consider at most two signal components[those associated with

The justi?cation for this approach is based on the results reported in[8]which show that a fraction0.992of the total signal power is carried by the?rst signal component,a fraction0.008by the second,and only a fraction

we observed a similar behavior,i.e.,approximations of CPM signals based on the ?rst linear components practically entail negligible degrada-tions.Speci?cally,the?rst two and three components may be used to approximate the considered TFM and quaternary CPM formats,respectively.As an example,for the considered quaternary2RC modulation,the energy of the?rst signal component pulse,normalized to the sum of the energy of all pulses,is0.751,the second and the third pulses have normalized energy0.129each,whereas the fraction of energy of the remaining pulses

is

(13)where is a complex-valued Gaussian white noise process with independent components,each with two-sided power spectral density is a constant or slowly varying phase shift introduced by the channel.

Under the assumption that the received signal is observed in the interval and exploiting the constant envelope property of a CPM signal,the relevant likelihood function for both coherent detection and phase synchronization is

[1]

in(14),we obtain

(15)

where

the integral in(15)may be interpreted as the output of a?lter matched to the pulse

(16)

where

(18)

where

it may be shown that,for multilevel formats the number of states of the relevant trellis diagram

is

the optimal

receiver Beyond the state complexity reduction entailed by the simpli?ed signal representation,in principle,a further reduction may be obtained by the technique of reduced state sequence estimation (RSSE)[16],?rst applied to CPM modulations in [4].

As an example for a quaternary CPM and

assuming

and

and

are not integers)

(21)

This expression is similar to the phase state of a CPM signal—the total number of states is

then

(22)

This expression is a simple generalization of a well-known re-sult valid for linear modulations,the only difference being the fact that a summation of terms is present (inner sum),which may be interpreted as contributions of each signal component of the extended Laurent representation.As a consequence,the standard derivation of ML data-aided phase synchronization schemes for linear modulations may be generalized in a straightforward fashion.

In order to obtain a solution in a recursive form,we may differentiate and perform the max-imization by an iterative search through a gradient algorithm.

The estimate

is the value of for which vanishes.This value may be obtained as the equilibrium of a recursive algorithm which models a second-order digital PLL according

to

In (23),

is the output of

a ?rst-order loop

?lter,

and

which will be justi?ed below.It is immediately apparent that the error signal is a sum of terms,each due to one of the signal components.

Besides possible applications of the above results in which either the phase reference may be considered known and a coherent detector implemented (pilot tone),or the information symbols may be considered known and a true data-aided ML phase synchronizer realized (training or pilot symbols),a common situation could be one in which simultaneous data detection and phase synchronization have to be performed.A typical solution to this speci?c problem of data detection without an explicit phase reference consists of utilizing a coherent detector which employs a phase reference obtained by a data-aided phase synchronizer driven by previous data decisions (decision-directed PLL).In this case,the branch metrics become (25)

and (24)is replaced

by

are suitable data decisions.

As we have already noted,the receiver may contain a Viterbi processor which releases data decisions with a delay that may be large.This delay may be harmful to the tracking capabilities of a PLL.For this reason,we employ tentative low-delay decisions,made on the currently best survivor,to calculate the error in (26).

Delay

yield more reliable decisions,but,at the same time,a degraded synchronizer response to rapid changes in the carrier phase.As a consequence,the value

of

denotes the Viterbi algorithm detection depth.

IV.S YNCHRONIZER A NALYSIS AND O PTIMIZATION A LGORITHM

In this section,we analyze the performance of the proposed data-aided ML synchronization schemes.This analysis is ap-proximately valid for a decision-directed scheme under the realistic assumption of low error probability.

Fig.1.Receiver and PLL

structures.

Fig.2.Equivalent model of a PLL.

A.Steady-State Analysis

An equivalent model of a PLL is shown in Fig.2[13].We de?ne the phase error and the parameter as the processing delay introduced by the ?lters matched to the pulses The noise sequence depends on thermal noise and data symbols (see Appendix B).In the following,we indicate with the transfer function of the cascade of the loop ?lter and voltage-controlled oscillator (VCO)

-transforming (23).

It is well-known that the S-curve of a PLL may be de?ned as

(28)

A linear equivalent model of a PLL is obtained substituting

the

Assuming that all tentative decisions are correct,expressions for

the

For MSK-type modulations,an analytical derivation

of

the

as

(29)

where is the received energy per information bit.This result has been con?rmed by computer simulation.An expression of

for the general case

of

(30)

where

and are

the respectively.This transfer function allows us to evaluate the one-sided noise-equivalent bandwidth of the

loop

(31)

This second integral may be analytically evaluated using Cauchy’s residue theorem.The resulting expression of may be put in the rational

form

through their

sum An extended list may be found in [18].

The evaluation of the power spectral

density

is:1)practically independent of the data sequence,

and 2)nearly constant in the frequency range of interest,

with

(33)

which coincides with the modi?ed Cramer–Rao lower bound (MCRB)[19].This fact con?rms the satisfactory quality of the estimation process.

The analysis has been completed by simulations,taking into account the presence of phase jitter and measuring the mean time between phase slips.Simulation results are discussed in Section V.

B.Optimization Algorithm

Based on the results in Section IV-A,we are in the position to select the loop

parameters in order to specify the value of the loop noise-equivalent bandwidth for a given value of the delay parameter

we have one equation (32)and two

unknowns

(normalized to the symbol

frequency

(34)

where is

the If the incoming signal is affected by a frequency offset step beginning at

time

where

is the frequency offset amplitude.

The

our objective is to ?nd the

loop

parameters which minimize the energy associated with the transient phase error following a frequency step.This energy may be expressed as [17]

Using a Lagrange

multiplier,we minimize the

function

and

has been based on simulation results.

V.N UMERICAL R ESULTS

In this section,we consider a TFM signal [15]which is well known to belong to the class of MSK-type signals

(i.e.,

In this case,the frequency pulse has

Fourier transform

for

in our

numerical results.Therefore,the length of

symbol intervals.However,we truncated the length of the matched ?lter responses to 4symbol intervals in order to limit the delay as much as possible.Negligible degradation in the BER has been observed as a consequence of this truncation.The resulting value of delay is

and

in (26)is set to 2because the receiver already

contains the two ?lters needed for the generation of

(we assume

We also consider a quaternary 2RC modulation with and frequency

pulse

for elsewhere.

(38)

In this case,the number of principal pulses is

as already pointed out in Section II.In principle,the necessary number of matched ?lters would be However,due to the similarity of pulses

is which corresponds to a delay of the corresponding matched ?lter because of the assumed FIR (?nite impulse response)structure with 2samples per symbol interval (this assumption was also used for TFM).

The optimization algorithm described in Section IV has been used to determine the loop parameter values for each value of

and

and signal-to-noise

ratio.This ?gure shows that,if we consider only the ?rst signal component,the PLL performance may experience noticeable degradations.However,no improvement can be obtained by considering more than three components.Fig.3also shows

the and various signal-to-noise

ratios.and suggesting that only a negligible performance improvement can be obtained by assuming a more re?ned signal representation (i.e.,

of the received signal is modeled as a discrete-time

Wiener process

(39)

1The

authors thank M.Morelli for suggesting this possibility of further

complexity

reduction.

Fig.3.Quaternary 2RC modulation:S -curve for various values of E b =N 0and

K:

Fig.4.TFM modulation:phase error variance versus E b =N 0for B EQ T =1003:

where are zero-mean independent Gaussian random vari-ables with variance This model is frequently used for its good agreement with experimental data [20].We point out that,for each signal-to-noise ratio,an optimal value of the noise-equivalent bandwidth exists,which minimizes the bit-error probability.For increasing values of the noise yields a performance degradation;on the contrary,the PLL capacity to track the phase jitter without losing lock improves.Fig.5shows the BER

versus

In this condition,the system

with

Fig.5.TFM modulation:BER versus E b =N 0for coherent and PLL-based Viterbi receivers with D 0=2;various values of d ,and phase jitter with 1=0:7;1:5

:

Fig.6.Quaternary 2RC modulation:BER versus E b =N 0for coherent and PLL-based Viterbi receivers with D 0=1;various values of d;and phase jitter with 1=0:7;1:5 :

decision delay

In both Figs.5and 6,the value of has been optimized by simulation for each value of However,we have veri?ed that this optimization is

not critical—the use of an average value of

would entail negligible degradation.

A simulation analysis of the acquisition time has also been performed.The results of this analysis show that in worst cases (initial phase errors corresponding to zeros with negative slope of

the

with ?uctuations

caused

Fig.7.TFM modulation:MTS versus E b =N 0for D 0=2and various values of B EQ T:Receivers considered:four-state Viterbi receiver (black marks)with d =0and symbol-by-symbol receiver (white marks).

by the noise

for different values

of

(normalized to the symbol frequency)

versus

Similar values of frequency step amplitude have been

observed for TFM,in which case the behavior of the Viterbi and symbol-by-symbol receivers is practically identical.

VI.C ONCLUSIONS

In this paper,a class of reduced-complexity detection and phase synchronization schemes for multilevel CPM signals has been presented,based on ML estimation and extended Laurent representation.This representation is a powerful tool for the design of reduced-complexity receivers.

We have ?rst extended the results by Kaleh [8]to the case of multilevel formats.The complexity of the resulting detection schemes,expressed in terms of number of matched ?lters and states of a Viterbi algorithm,is signi?cantly reduced with respect to that of optimal coherent receivers with negligible

Fig.8.Quaternary 2RC modulation: max T versus B EQ T for

E b =N 0=30dB ;K =3;and D 0=1:

performance loss.As an example for a quaternary 2RC modu-lation with

The optimized PLL performs as well as an

idealized PLL directed by correct decisions.

A PPENDIX A

In this Appendix,we compute

the

From (28)

and (24),one has

(A1)

where

(A2)

where

(A3)

Using the independence between noise and information sym-bols,we

obtain

(A5)

The derivative

for

in the steady state,we write

in the form (see

Fig.2)

(B1)

which holds under the assumption of a constant based on the fact

that

Using (A2),we obtain

(again under the assumption of correct decisions)

To this end,we consider only the

?rst two signal components neglecting those with less power,i.e.,we

let

and

and

whose maximum value

is the energy of the second signal component,and consider only the signi?cant samples of

Taking into account that the variance of the imaginary part of

may be approximated as

for(B4) Finally,the power spectral density

(noting that is

(完整版)精选电化学习题及答案一

学农作业——电化学习题 班级 姓名 学号 1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化 钾溶液为电解液,电池总反应式为: Zn(s)+2MnO 2(s)+H 2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn 2O 3(s) 下列说法错误.. 的是 ( ) A .电池工作时,锌失去电子 B .电池正极的电极反应式为:2MnO 2(s)+H 2O(1)+2e —=Mn 2O 3(s)+2OH —(aq) C .电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D .外电路中每通过O.2mol 电子,锌的质量理论上减小6.5g 2.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放 电电压。高铁电池的总反应为 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 下列叙述不正确... 的是 ( ) A .放电时负极反应为:Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2 B .充电时阳极反应为:Fe(OH)3 —3e — + 5 OH — = FeO 24 + 4H 2O C .放电时每转移3 mol 电子,正极有1mol K 2FeO 4被氧化 D .放电时正极附近溶液的碱性增强 3.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质,可用电解法制备高纯度 的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe 2+<Ni 2+<Cu 2+)( ) A 阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2++2e -=Ni B 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+和Zn 2+ D 电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt 4.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时 间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( ) A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:2 5.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( ) A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极 C 两烧杯中溶液的pH 均增大 D 产生气泡的速度甲比乙慢 6.以惰性电极电解CuSO4溶液,若阳极析出气体0.01mol ,则阴极 上析出Cu 为( ) A 、0.64g B 、1.28g C 、2.56g D 、5.12g 7.某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 ( ) A .电解过程中,铜电极上有H 2产生 B .电解初期,主反应方程式为:Cu+H 2SO 4 电解 CuSO 4+H 2↑ C .电解一定时间后,石墨电极上无铜析出 D .整个电解过程中,H +的浓度不断增大 8.下列叙述正确的是 ( ) A 、在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应 B 、用惰性电极电解Na 2SO 4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:2 C 、用惰性电极电解饱和NaCl 溶液,若有1 mol 电子转移,则生成1 molNaOH D 、镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 放电 充电

SWAN硅表讲解学习

硅磷表 一、测量原理 朗伯-比耳定律A=kcb 当一束单色光通过均匀溶液时,其吸光度与溶液的浓度和厚度的乘积成正比。 A 是吸光度,A=lgI0/lgI k 是比例常数,与入射光波长、物质的性质和溶液的温度有关。 c 是溶液的浓度。 b 是流通池的厚度。 影响硅、磷测量的主要因素: 1.光度计波长 2.反应温度 二、波长的选择 ?物质的颜色是由于对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。如图所示,硅钼蓝对波长815nm的吸收最大。 ?SWAN硅表选择波长为815nm的单色半导体冷光源(LED),其特点是测量准确、灵敏度高、稳定性好;光源长寿命。但需要温度恒定。SWAN硅表将光度计置于45℃恒温反应室中。 三、温度对化学反应的影响

? 化学反应速度与温度有关。在生成硅钼蓝的一系列化学反应中,速度最慢的一步是 生成硅钼黄的反应,常温下,需要10分钟以上的时间。如图所示,当温度达到45℃时,反应可在2分钟内完成。 ? SWAN 硅表45℃恒温反应室,确保反应条件恒定,而且每两次测量间隔最小:只 有2.5分钟! SWAN 硅表构成(一) 2 4 6 8 10 5 10 15 20 Seconds % of Endvalue 12 27 45

样水进入和多通路系统(2、4、6通道) ——样水溢流,保持新鲜样水。 SWAN硅表构成(一) 样水进入和多通路系统(2、4、6通道) ——样水溢流,保持新鲜样水。 SWAN硅表构成(二) 样水和试剂加入系统——SW AN设计的数控机械式蠕动泵 ?泵管压力恒定,确保长寿命,质保期1年。 ?蠕动泵转速可控,延长泵管寿命。可达1.5-2年。 ?可加速正转,快速新试剂填充。 ?可加速反转,快速排空试剂。避免污染。

各种PH值的磷酸盐缓冲液配制

各种PH值的磷酸盐缓冲液配制 2011-07-12 18:34:35 来源:生物秀知道浏览次数:1196 网友评论0 条 磷酸盐缓冲液 取磷酸二氢钠38.0g,与磷酸氢二钠5.04g,加水使成1000ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH2.0) 甲液:取磷酸16.6ml,加水至1000ml,摇匀。乙液:取磷酸氢二钠71.63g,加水使溶解成1000ml。取上述甲液72.5ml与乙液27.5ml混合,摇匀,即得。 磷酸盐缓冲液(pH2.5) 取磷酸二氢钾100g,加水800ml,用盐酸调节pH至2.5,用水稀释至1000ml。 磷酸盐缓冲液(pH5.0) 取0.2mol/L磷酸二氢钠溶液一定量,用氢氧化钠试液调节pH值至5.0,即得。 磷酸盐缓冲液(pH5.8) 取磷酸二氢钾8.34g与磷酸氢二钾0.87g,加水使溶解成1000ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH6.5) 取磷酸二氢钾0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液15.2ml,用水稀释至100ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH6.6) 取磷酸二氢钠1.74g、磷酸氢二钠2.7g与氯化钠1.7g,加水使溶解成400ml,即得。 磷酸盐缓冲液(含胰酶)(pH6.8) 取磷酸二氢钾6.8g,加水500ml使溶解,用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至6.8;另取胰酶10g,加水适量使溶解,将两液混合后,加水稀释至1000ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH6.8) 取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液250ml,加0.2mol/L氢氧化钠溶液118ml,用水稀释至1000ml,摇匀,即得。

pH标准溶液(pH6.86525) 分别称取先在110~130干燥2~3h的磷酸二氢钾(KH2PO4)3.388g和磷酸氢二钠(Na2HPO4)3.533g溶于水并在容量瓶中稀释至1L 磷酸盐缓冲液(pH7.0) 取磷酸二氢钾0.68g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液29.1ml,用水稀释至100ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH7.2) 取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液50ml与0.2mol/L氢氧化钠溶液35ml,加新沸过的冷水稀释至200ml,摇匀,即得。磷酸盐缓冲液(pH7.3) 取磷酸氢二钠1.9734g与磷酸二氢钾0.2245g,加水使溶解成1000ml,调节pH值至7.3,即得。 磷酸盐缓冲液(pH7.4) 取磷酸二氢钾1.36g,加0.1mol/L氢氧化钠溶液79ml,用水稀释至200ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH7.6) 取磷酸二氢钾27.22g,加水使溶解成1000ml,取50ml,加0.2mol/L氢氧化钠溶液42.4ml,再加水稀释至200ml,即得。 磷酸盐缓冲液(pH7.8) 甲液:取磷酸氢二钠35.9g,加水溶解,并稀释至500ml。 乙液:取磷酸二氢钠2.76g,加水溶解,并稀释至100ml。取上述甲液91.5ml与乙液8.5ml混合,摇匀,即得。 磷酸盐缓冲液(pH7.8~8.0) 取磷酸氢二钾5.59g与磷酸二氢钾0.41g,加水使溶解成1000ml,即得。 pH标准溶液(pH9.18025) 为了使晶体具有一定的组成应称取与饱和溴化钠(或氯化钠加蔗糖)溶液(室温)共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂3.80g溶于水并在容量瓶中稀释至lL。磷酸氢二钠应该用PH基准级的,是无水的.现在有卖现成的PH基准级混合磷酸盐

阴极保护规范

美国腐蚀工程师协会美国腐蚀工程师协会标准RP0100-2000 国际腐蚀协会第21090 号条款 标准 推荐规范 预应力混凝土圆筒管线的阴极保护 本NACE国际标准代表了那些已经评阅过本文件及其范围和条款的个体会员的一致意见。本标准的接受范围决不排斥那些与本标准不一致的加工制造、市场营销、采购或产品应用、工艺或流程,不论其采用本标准与否。本标准没有任何内容可被解释为通过暗示或其它方式对于涉及由专利保护的方法、仪器或产品的加工制造、销售或使用进行授权,或对于任何侵犯专利特许权责任的行为进行赔偿和保护。本标准陈述的是最低要求,但决不可以解释为限制使用更好的工艺和材料。本标准也并非适用于与此类问题相关的所有情况。在某些特殊实例不可预见的情况下,本标准可能是无效的。国际NACE不对非本机构对本标准的解释说明及应用承担责任,仅对依据国际NACE管理程序和政策出版发行的国际NACE官方解释说明资料承担责任,且不包括个人诠释的出版发行物。 所有使用本标准的用户在应用本标准之前,必须对有关健康、安全、环境和规范性的文献进行认真阅读,从而确定本标准的可适用性。NACE国际标准没有必要对涉及到关于应用本标准中推荐或提及的材料、设备和(或)操作中潜在的健康问题、安全问题和环境危害进行详述。所以,使用NACE国际标准的用户,在应用本标准之前有责任采取适当的健康、安全和环境保护措施;在必要的情况下,可以向相关领域的权威专家进行咨询,以满足遵守已有的相关规范制度的要求。 注意事项:NACE国际标准属于定期更新性资料,有时会在没有事先通知的情况下可能对标准中的内容进行必要的修订或撤销。NACE国际标准通常要求,自本标准最初出版发行日期起不超过五年,要对标准的有关内容进行重新审定、修订或撤销;因此,用户应当及时获取本标准的最新版本资料。购买使用本标准的用户,可以通过与美国防腐工程师协会会员服务部联系来获取所有标准的最新信息和其它NACE国际出版发行资料。联系方式:美国腐蚀工程师协会国际会员服务部,邮政信箱218340,休斯顿, 德克萨斯州77218-8340(电话 +1〔281〕228-6200)。 批准2000-01-14 NACE 国际 邮政信箱218340 休斯顿, 德克萨斯州72218-8340 +1 281/228—6200 ISBN 1-57590-096-3 2000, 国际NACE

ph计标准溶液配制

中国PH计校正溶液配置的标准方法 一、引言:根据目前市场的应用情况看来,中国即我国国内使用的PH计校正的缓冲溶液有三种,即标称pH4 ,pH7 和pH9的三种缓冲溶液,分别学名为如下,笔者根据多项资料整理可得,为的是您能方便快速弄明白这些问题,详情: 1)pH4:邻苯二甲酸氢钾溶液; 2)pH7:磷酸二氢钾和磷酸氢二钠混合盐溶液; 3)pH9:硼砂溶液; 接下来介绍以上3种溶液的主要配置简单方法。 二、PH计校正溶液配置的标准方法 1)pH4,邻苯二甲酸氢钾标准缓冲液: 精密称取在115±5℃干燥2~3小时的邻苯二甲酸氢钾[KHC8H4O4],加水使溶解并稀释至1000ml。 2)pH7,磷酸盐标准缓冲液: 精密称取在115±5℃干燥2~3小时的无水磷酸氢二钠与磷酸二氢钾,加水使溶解并稀释至1000ml。 另补充:磷酸盐标准缓冲液精密称取在115±5℃干燥2~3小时的无水磷酸氢二钠与磷酸二氢钾,加水使溶解并稀释至1000ml。 3)pH9,硼砂标准缓冲液: 精密称取硼砂[Na2B4O7·10H2O](注意:避免风化),加水使溶解并稀释至1000ml,置聚乙烯塑料瓶中,密塞,避免与空气中二氧化碳接触。 总结:从现在使用PH计来看,中国境内即国产的PH计或者是酸度计,它的校正缓冲液拥有的情况有两种: 1)即标准溶液是可以在市场上买到的,一般是在聚乙烯瓶中密闭保存的。在室温条件下标准溶液一般以保存1~2个月为宜,当发现有浑浊、发霉或沉淀现象时,不能继续使用。在4℃冰箱内存放,且用过的标准溶液不允许再倒回。 2)还可以自己买缓冲剂回去配置得。但一般厂家发货时,由于国家规定发货时有的不准有液体或药物存在,所以只能是带有的是干燥的PH缓冲剂,客户使用时需要自己配置,只

swan硅表说明书

COPAR SILICA 硅酸盐连续测定仪 安装启动步骤 检查工作电压是否符合仪表额定值! 不要开启电源,按照2.7章节所讲的去做后! 安装位置(2.1): 选择一个方便调整和方便打开仪表前门的地方,仪表位置必须满足以下连接要求: - 交流电源出口接地,至少100~230VAC,50/60Hz/85 VA。 - 每通道样水管线(4x6 mm)满足至少10 ml/min的流速和0.3 - 3 bar(4 - 43 psi) 的气压。 - 废水管线(14x20 mm (1/2"))常压排放,2 - 4通道仪表。 安装(2.4): - 垂直安装仪表。 - 连接样水管路、安全通道、废水线路。 - 安装离子交换柱 电气连接(2.5) - 连接所有外设,如限位开关、电流回路和打印机等。 - 连接电源线,不要接通电源。 泵管(2.6) - 安装压力棒,将泵管紧压在泵体上。 样水流(2.7) - 检查样水是否无滴漏,管路是否通畅(样水中不能有污物)。 - 打开样水控制阀。调整流量大小。样水最终必须连续地从废水孔排出。 标准(2.7) - 用优质(无硅)水彻底清洗标准瓶。 - 根据你的需要配制标准硅溶液,最好直接在标准瓶内配置。 - 安装试剂瓶。 试剂(2.7) - 根据配方,用有标签的试剂桶配制试剂。 - 根据颜色代码将试管连接到分配器(在泵的正下方)。 - 根据颜色代码将试管放在试剂桶内。 兰色钼酸 红色硫酸 无色草酸 黑色还原剂(硫酸亚铁铵) 接通电源(2.7) - 接通电源。 - 试管被自动注满,同时反应试管和光度计被加热到运转温度。 仪表设置(4 & 5)

- 设置外接设备的所有参数(界面、打印机、记录器和其它选项)。 - 设置仪表运转参数(自动校准、限位、打印输出和记录器)。 2 安装 2.1 安装要求 选择一个便于靠近仪表和试剂桶的地方,仪表位置必须满足以下连接要求: 电源:100~230VAC+15%,85VA 进水口:适配4 x 6 mm FEP管的Serto管2支到4支 排水口:1/2" (14 x 20 mm) 软管,它有足够的容量可以在环境大气压下自由排放 警告:仪表中所有连接必须遵循章节2.5和附录中提到的最小化系统规范。2.2 样水要求: 流速:10 毫升/分钟每一通道都是1l/h 水压:0.3 - 3 bar (4 - 43 PSI) 水温: 5 - 45 o C (41 - 113 o F) 固体悬浮物:小于10 ppm,无油脂 2.3 拆箱 检查包装箱及其所装货物在运输过程中有无损害。请按装箱单检查以下物品: 警告:不能连接电源线! 为避免电击或仪表受损,在完成章节2.7所示的操作前不得连接电源。 包装清单 - 硅酸盐连续测定仪(COPRA Silica) - 使用说明书 - 泵管 - 可用一个月的试剂 - 4只带刻度的试剂桶 - 1瓶标准溶液 - 1个标准瓶(空) - 试管 - 样水管和废水管 - 保险丝 如果定购了选项空校准:还有1个阴离子交换柱。 2.4 安装 根据图2.1所示确定安装孔,使用直径至少5 mm的螺丝。为方便操作把仪表放在水平视线的位置: 850 x 400 mm (33.5 x 15.7 inch): 安装板的尺寸

(广东专用)高考化学二轮复习 专题限时集训(九)专题九 电化学原理配套作业(解析版)

专题限时集训(九) [专题九电化学原理] (时间:40分钟) 1.下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A.铜锌原电池中铜是正极 B.用电解法精炼粗铜时用纯铜作阳极 C.在镀件上电镀铜时镀件不作阴极 D.电解稀硫酸制H2、O2时铜与电源正极相连 2.载人空间站的生态系统中,要求分离人呼出的二氧化碳,同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求,同时还有燃料一氧化碳生成,该电化学装置中得电子的电极发生的反应是2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH-。下列判断错误的是( ) A.上述电化学装置相当于电解池 B.上述装置进行的总反应为2CO2===2CO+O2 C.反应结束后该电化学装置中的电解质溶液pH增大 D.失电子的电极发生的反应是4OH--4e-===2H2O+O2↑ 3.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(图9-1甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3—Na2O,O2-可以在其中自由移动。 图9-1 下列有关叙述正确的的是( ) A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b C.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移4 mol 4.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图9-2所示(a、b为石墨电极)。 图9-2 下列说法中,正确的是( ) A.电池工作时,正极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH- B.电解时,a电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-,说明当其他条件相同时前者的还原

SWAN硅表日常维护手册

6 维护 6.1 维护时间表

6.2 更换泵管 图6.1蠕动泵和光度计模块 6.2.1 拆卸泵管 步骤 1:排空系统: 将试剂管从试剂桶中取出,并且把它们放入一个空的不小于500 ml 的容器里! 在维护程序中使用排空系统(用户模式(USER),系统程序(SYSTEM):排空系统)排空光度计和反应管。

步骤2: 从混合器(mixing block)上取下试剂管2-4和样水管。 从零点阀(zero point valve)上取下试剂管1 图6.2 步骤3: 把压力棒(pressure bar)旋转90度,取下; 把压力板(pressure plates)向上旋转。 图6.3 步骤4: 向下拉左侧的泵管手柄,并取下泵管。 注意:不要直接拉泵管

图6.4 步骤5: 取下右侧泵管。 图6.5 步骤6: 从分配器上取下泵管。 图6.6 6.2.2 安装泵管 安装新的管子,反向执行上述步骤。 步骤1:将泵管安装到试剂分配器上。 步骤2:将泵管安装到泵右侧的泵管固定器上。 步骤3:将泵管从滚轮上方绕过并安装到泵左侧的泵管固定器上。 步骤4:拉下黑色压力板,安上压力棒,旋至合适的位置。 步骤5:将试剂管2-4和样水管安装到混合器上。 将试剂管1安装到零点阀上。 步骤6:将试剂管放回到试剂桶,在维护程序中使用填充系统(用户模式,编程系统:填充系统)填充光度计和反应管。

6.3 配制试剂 试剂成套供应,足够使用一个月。它包括: 1x 1升瓶装的25%硫酸(随仪表仅提供一次用于启动的硫酸,请在当地购买e.g.at Merck ,no.for 1 liter: 1.00716.1000。) 5x 200 ml 瓶装的化合物试剂 警告: 配制试剂时需用优质水(无硅),否则测量值不可靠。 只有熟悉操作步骤和必要的安全设备(处理剧毒酸)人员,才允许配制试剂。 配置试剂时需戴上防护眼镜! 每只瓶子贴有一个标签。在标签上标有: 每只试剂桶贴有一个标签。在标签上标有: ANALYTICAL INSTRUMENTS Colour mark of reagent tube Reagent name Reagent 1 - blue Ammonium-molybdate Analytical Instrum ents COPRA Silica A nalyzer Reagent 2 Aetzend Corrosif Corrosive Reagent number Chemical name of substance in english Weight of substance, chem. formula International safety codes (if applicable) Danger symbol w

pH缓冲液的配制

【引用】常用pH缓冲溶液的配制和pH值 2011-05-13 20:01:24| 分类:生物|字号订阅 本文引用自DSC《常用pH缓冲溶液的配制和pH值》

一、常用溶液的配制(文章来自:医药园(https://www.360docs.net/doc/867304613.html,) 整理:zfg) (一)溶液配制注意事项 1.药品要有较好的质量试剂分为优级纯(保证试剂,Guaranteed reagent,G.R.)、分析试剂(Antalytical reagent,A.R.)化学纯(Chemical pure,C.P.)和实验试剂(Laboratory reagent,L.R.)等等。工业用的化学试剂,杂质较多,只在个别情况下应用,如配洗液用的硫酸、配干燥剂的氯化钙等。 2.药品称量要精确。 3.配制试剂用水应用新鲜的去离子水或双蒸馏水,比电阻值在50万欧姆以上,pH在5.5~7.0之间才可应用,在组织培养等特殊用途时应注意此项要求,配制一般化验用溶液只要求用双蒸馏水或去离子水。 4.配好后的溶液,应立即除菌处理(如高压灭菌、抽滤或加抑菌物质),以防杂菌生长。 (二)0.067(1/15)Mol/L磷酸缓冲液 1.1/15Mol/L磷酸二氢钾溶液的配制:称取磷酸二氢钾(KH2PO4,A.R.)9.08g,用蒸馏水溶解后,倾入1 000ml容量瓶内,再稀释至刻度(1 000ml)。 2.1/15Mol/L磷酸二氢钠溶液的配制:称取无水磷酸氢二钠(Na2HPO4,A.R.)9.47g (或者Na2HPO4·2H2O 11.87g)用蒸馏水溶解后,放入1 000ml容量瓶内,再加蒸馏水稀释至刻度(1 000ml)。 3.按附表的比例,配制成不同pH值的缓冲溶液。

管道工程阴极保护系统技术服务手册

管道工程阴极保护系统

技术服务手册 2015 年08 月 目录 第一章前言 (3) 第二章阴极保护的简介 (4) 第三章阴极保护相关技术规范与标准 (7) 第四章阴极保护类型的选择及其经济性的分析 (8) 第五章区域性阴极保护系统运行与数据记录 (20)

第六章区域阴极保护系统的维护 (24) 第七章区域阴极保护系统运行维护安全注意事项 (28) 第一章前言 对管道而言,腐蚀是影响油气站场管道安全的主要因素之一,其严重后果是造成站场内的管道穿孔泄漏。为了使管道免于腐蚀威胁,目前国内普遍采用的大多为防腐涂层的方法。防腐层的防腐机理是通过隔绝管道金属体与外部的土壤腐蚀环境来实现的,土壤中的水分、氧气和无机盐等物质由于防腐层的阻隔作用而不能到达管体表面,从而抑制了腐蚀的发生。但是由于防腐层在涂覆和管道安装过程中往往不可避免的会存在一些诸如局部破损等缺陷,如果没有其他的补充有效腐蚀防护手段,在这些涂层缺陷处就会发生腐蚀。因此,对管道而言,单纯的防腐涂层并非完善的腐蚀防护技术体系,在这种情况下,阴极保护保护作为一种有效的电化学腐蚀防护手段,可以有效的对防腐涂层破损处进行腐蚀防护。阴极保护是利用金属的极化原理,通过施加一定的直流电流到金属保护对象,实现对电解质(如站场的土壤)中金属构筑物(如管道)电化学腐蚀防护的方法。 阴极保护系统包括电源设备、被保护结构物、测试系统和阳极床系统四大部分,需要有效的运行维护才能保证其发挥腐蚀防护的功能。本手册编制的目的即在于为管道阴极保护运行维护管理人员提供有效的学习培训、运行维护作业指导,保证管道阴极保护系统的高效稳定运行。

硅表-1

硅酸盐连续测定仪操作手册 COPRA SILICA 96-251011 ANALYTICAL INSTRUMENTS Swan Analytical Instruments AG CH-8616 Riedikon / Uster

目录 目录ⅰ 警告及注意事项ii 安装启动步骤iii 1.1 概述 1.1 1.2 工作原理 1.1 1.2.1 测量原理 1.1 1.2.2 在线操作 1.2 2 安装 2.1 2.1 安装要求 2.1 2.2 样水要求 2.1 2.3 拆箱 2.1 2.4 安装 2.2 2.5 接线 2.4 2.6 安装压力棒 2.11 2.7 启动 2.12 3 显示屏与键盘 3.1 3.1 显示屏 3.1 3.2 键盘 3.2 4 模式设置 4.1 4.1 串行接口 (RS232) 4.2 4.2 FIELDBUS/MODEM 4.3 4.3 打印输出 4.4 4.4 记录器 4.5 4.5 校准 4.6 4.6 测量参数 4.8 4.7 选项 4.10 4.8 维护 4.12 5 用户模式 5.1 5.1 手工取样 5.2 5.2 硅表的限位 5.3 5.3 打印机 5.4 5.4 记录器 5.7 5.5 系统 5.9 5.6 诊断 5.11 6 维护 6.1 6.1 维护时间表 6.1 6.2 更换泵管 6.2 6.3 配制试剂 6.5 6.4 清洗试剂过滤器 6.6 6.5 更换阴离子交换柱 6.6 6.6 电磁阀的维护 6.8 6.7 更换通道选择阀 6.9 6.8 维护之后的启动 6.11 6.9 测量中断/完全停运及拆卸仪器 6.11 6.10 错误信息 6.12 ______________________________________________________________________________ ii

电化学体系三电极介绍

电化学体系三电极介绍 所有电化学体系至少含有浸在电解质溶液中或紧密附于电解质上的两个电极,而且在许多情况下有必要采用隔膜将两电极分隔开。我们将分别介绍电极、隔膜、电解质溶液及电解池的设计与安装。 电极(electrode)是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体,为多相体系。电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出,电极是实施电极反应的场所。一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系,用的较多的是三电极体系。相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。 工作电极: 又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲,对工作电极的基本要求是:工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。(1) 所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响,并且能够在较大的电位区域中进行测定; (2) 电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应; (3) 电极面积不宜太大,电极表面最好应是均一平滑的,且能够通过简单的方法进行表面净化等等。 工作电极的选择:通常根据研究的性质来预先确定电极材料,但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(铂、金、银、铅和导电玻璃)等。采用固体电极时,为了保证实验的重现性,必须注意建立合适的电极预处理步骤,以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中,汞和汞齐是最常用的工作电极,它们都是液体,都有可重现的均相表面,制备和保持清洁都较容易,同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口记被广泛用于电化学分析中。 辅助电极:又称对电极,辅助电极和工作电极组成回路,使工作电极上电流畅通,以保证所研究的反应在工作电极上发生,但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时,辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应,以使电解液组分不变,即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。

GS-2118硅表说明书

目录 一、概述 (1) 二、功能特点 (3) 三、试剂制备 (5) 四、仪表安装 (6) 五、运行与停机 (8) 六、仪表操作 (10) 七、仪表维护 (13) 八、备件及装箱 (14) 九、故障处理 (15)

GS—2118中文硅酸根监测仪 说明书 大连华城电子有限公司

第一章概述 1.1序言 GS—2118中文硅酸根监测仪是大连华城电子有限公司新近推出的一种全新技术的具有微处理器功能的智能化化学在线测量仪表,可以广泛应用于电力、冶金、建材、环保等工业流程中水质微量硅的连续监测。 含量的测量,化学发光法是国家本仪器在化学原理上把化学发光法应用到对水样中SiO 2 级发明专利,在水分析仪表检测中引导了一场重大技术突破,在精度和稳定度得到根本提高的同时,检测速度快,比传统硅钼蓝比色方法的仪器更具有优势,这项发明专利在某种意义上给硅表产品的设计和制造带来一次革命。 本仪器在流路设计上,充分考虑到了现场应用的实际情况和维护人员的实际需求,尽量使仪器结构设计简单、实用,在设计思路上始终贯穿了创新的主导思想,集开发、研制人员群体智慧,大胆围绕去掉蠕动泵、改造电磁阀,优化流路系统、缩小体积、提高测量精度和工艺设计水平等国内同行业仪表所难以克服的技术难题,经反复实践摸索、突破难点,最终靠在这个几方面所创造出的实用、新颖、独特的仪器,并在此基础上,采用计算机工业化专业工艺设计手段,从而达到了仪器具有结构简单、操作简便、维护量小、测量精度高、运行稳定等特点。 在进行仪器使用前,请详细阅读说明书,通过本使用说明书,可以对GS—2118的基本情况有一个全面了解,为正确操作和维护仪表做好准备,使仪器可以长期安全运行、良好使用。 1.2简介: 仪器整体为箱式结构,金属外壳,前面为玻璃门。内部分为流路系统和电气系统。 1.3测量原理: 在一定量的水中,试剂1、试剂2与水中的二氧化硅反应,生成一种络合物,当加入试剂3时,就能产生固定峰值及波长的可见光,光强度与二氧化硅的浓度成正比,通过光电检测装置把光信号转化为电信号,输送给微处理器处理后,在液晶屏上显示二氧化硅浓度值。 1.4电气系统:

缓冲溶液【(最全)常见缓冲溶液配制方法】

缓冲溶液【(最全)常见缓冲溶液配制方法】常见缓冲溶液配制 乙醇-醋酸铵缓冲液(pH3.7):取5mol/L醋酸溶液15.0ml,加乙醇60ml和水20ml,用10mol/L氢氧化铵溶液调节pH值至3.7,用水稀释至1000ml。 三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.0):取三羟甲基氨基甲烷12.14g,加水800ml,搅拌溶解,并稀释至1000ml,用6mol/L盐酸溶液调节pH值至8.0。 三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH8.1):取氯化钙0.294g,加 0.2mol/L三羟甲基氨基甲烷溶液40ml使溶解,用1mol/L盐酸溶液 调节pH值至8.1,加水稀释至100ml。 三羟甲基氨基甲烷缓冲液(pH9.0):取三羟甲基氨基甲烷6.06g,加盐酸赖氨酸3.65g,氯化钠5.8g,乙二胺四醋酸二钠0.37g,再加水溶解使成1000ml,调节pH值至9.0。 乌洛托品缓冲液:取乌洛托品75g,加水溶解后,加浓氨溶液4.2ml,再用水稀释至250ml。

巴比妥缓冲液(pH7.4):取巴比妥钠4.42g,加水使溶解并稀释至400ml,用2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.4,滤过。 巴比妥缓冲液(pH8.6):取巴比妥5.52g与巴比妥钠30.9g,加水使溶解成2000ml。 巴比妥-氯化钠缓冲液(pH7.8):取巴比妥钠5.05g,加氯化钠3.7g及水适量使溶解,另取明胶0.5g加水适量,加热溶解后并入上述溶液中。然后用0.2mol/L盐酸溶液调节pH值至7.8,再用水稀释至500ml。 甲酸钠缓冲液(pH3.3):取2mol/L甲酸溶液25ml,加酚酞指示液1滴,用2mol/L氢氧化钠溶液中和,再加入2mol/L甲酸溶液75ml,用水稀释至200ml,调节pH值至3.25~3.30。 邻苯二甲酸盐缓冲液(pH5.6):取邻苯二甲酸氢钾10g,加水900ml,搅拌使溶解,用氢氧化钠试液(必要时用稀盐酸)调节pH值至5.6,加水稀释至1000ml,混匀。 枸橼酸盐缓冲液:取枸橼酸4.2g,加1mol/L的20%乙醇制氢氧化钠溶液40ml使溶解,再用20%乙醇稀释至100ml。

金属的电化学腐蚀与防护

金属的电化学腐蚀与防护教案 一、教学目标 1.知识与技能 (1)进一步认识金属腐蚀的危害(2)了解防止金属腐蚀的方法 2.过程与方法 (1)通过分组讨论的过程,体验化学学习的乐趣 3.情感态度与价值观 (1)学习本节内容后,认识到金属腐蚀的危害,知道防止金属腐蚀的方法,并能从实验探究中获得体会。二、教学重点 掌握牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法的原理三、教学难点四、教学过程【复习】上节课我们学习了《选修四》第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护的第一课时—金属的腐蚀,通过上节课的学习,我们知道了金属的腐蚀可以分为两种:金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程称为化学腐蚀,而不纯金属或合金与电解质溶液接触形成原电池而被腐蚀的过程称为电化学腐蚀,根据电解质溶液的不同,又可以将电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀,下面请同学们拿出草稿纸,在上面分别写出析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式,最好以表格的形式列出来,对金属的析氢腐蚀和吸氧腐蚀做一个对照。 【叙述】多媒体展示表格 【引入】结合上节课的学习,我们已经知道金属的腐蚀给我们的生产和生活带来了很多危害,因此,我们要采取措施保护金属防止金属被腐蚀。 【讲述】这就是我们今天学习的内容—金属的电化学防护 【讨论】下面请同学们根据生活经验以及本章所学内容讨论—保护金属不被腐蚀的方法有哪些,前后四位同学为一个讨论小组,给大家三分钟的时间,三分钟之后我将抽取小组代表起来回答你们组的讨论结果是什么,大家开始讨论。 【讲述】通过刚刚几位同学的分享,我们得出许许多多保护金属的方法,总的说来,可以分为三种:第一种是给金属加一层“防护衣”,比如,给金属涂油漆、给衣架和电线裹一层塑料层、给某些工具的机械转动部位涂上油脂、利用电镀的方法在自行车的钢圈和车铃镀上一层更耐磨更耐腐蚀的铬,第二种是改变金属内部结构,如将铬、镍等金属加入到钢中制成合金钢,第三种方法是电化学防护法,电化学防护法有两种,第一种是牺牲阳极的阴极保护法。

PH计校准及缓冲液配置 (1)

标准缓冲溶液(均用pH标准缓冲物质配制) 1.1 苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液:c(KHC8H4O4)=0.05 mol/L(25℃时,pH=4.003)。 苯二甲酸氢钾的pH标准缓冲物质,有小塑料袋和瓶装两种,配制方法如下: a)袋装配制法:在250 mL(或500 mL)量瓶中(根据袋中标准缓冲物质量,选择量瓶大小),按袋上的说明配制成所需的浓度。保存于聚乙烯瓶中。 b)瓶装配制法:称取5.10 g苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4预先在115℃±5℃,烘2~3 h,于干燥器中冷却),溶于水并稀释至500 mL,混匀。保存于聚乙烯瓶中。 1.2 0.025 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)和0.025 mol/L磷酸氢二钠(Na2HPO4)混合标准缓冲溶液(25℃时,pH=6.864): 磷酸二氢钾和磷酸氢二钠的pH标准缓冲物质,有小塑料袋装(混合磷酸盐)和瓶装(两种pH 标准缓冲物质分别包装)两种。配制方法如下: a)袋装配制法:在量瓶(根据袋上说明确定量瓶大小)中按袋上说明配制成所需浓度后,保存于聚乙烯瓶中。 b)瓶装配制法:迅速称取3.40 g磷酸二氢钾(KH2PO4)和3.55 g磷酸氢二钠(Na2HPO4)(均预先在115±5℃烘2~3 h,于干燥器中冷却)溶于蒸馏水,转入1 000 mL量瓶中,加水至标线,混匀。 1.3 0.008 695 mol/L磷酸二氢钾(KH2PO4)和0.030 43 mol/L磷酸氢二钠(Na2HPO4)标准混合缓冲溶液(25℃时,pH=7.413): 磷酸二氢钾和磷酸氢二钠两种pH标准缓冲物质分别用瓶包装,配制方法如下:迅速称取1.18 g磷酸二氢钾和4.31 g磷酸氢二钠(均预先在115℃±5℃烘2~3 h,于干燥器中冷却),溶于水,全量移入1 000 mL量瓶中,加水至标线,混匀。保存于聚乙烯瓶中。 1.4 硼砂标准缓中溶液:c(Na2B4O7·10H2O)=0.010 mol/L(25℃时,pHs=9.182)。 硼砂的pH标准缓冲物质也有塑料袋装和瓶装两种,配制方法如下: a)袋装配制法: 在500 mL量瓶中,按袋上说明配制成所需浓度后,分装于5个100 mL聚乙烯瓶中,瓶口用石蜡熔封。 b)瓶装配制法: 称取1.91 g硼砂(预先在盛有蔗糖饱和溶液的干燥器中平衡两昼夜),溶于刚煮沸冷却的蒸馏水,全量转入500 mL量瓶中,加水至标线,混匀。分装于5个100 mL聚乙烯瓶中,瓶口用石蜡熔封,有效期为三个月,经常使用的缓冲溶液,每周更换一次。 各种标准缓冲溶液的pH值随温度的变化而变化。0~45℃的pH值列于表21中。 1.5 饱和氯化钾溶液: 称取40 g氯化钾,加100 mL水,充分搅拌后盛于试剂瓶中(此溶液应与氯化钾固体共存)。 温度,℃苯二甲酸氢钾混合磷酸盐磷酸盐硼砂 0 4.006 6.981 7.534 7.534 5 3.999 6.949 7.500 9.391 10 3.996 6.921 7.472 9.330 20 3.998 6.879 7.429 9.226 25 4.003 6.864 7.413 9.182 30 4.010 6.852 7.400 9.142 35 4.019 6.844 7.389 9.105 40 4.029 6.838 7.380 9.072

2020届二轮复习 电化学 作业(全国通用)

电化学 1.一种全天候太阳能电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是() A.光照时,b极周围pH增大 B.光照时,H+由a极室透过质子膜进入b极室 C.夜间无光照时,a极的电极反应式为V2+-e-===V3+ D.该电池与硅太阳能电池供电原理相同 解析:A项,根据太阳能电池的工作原理图可知,光照时,b极周围发生电极反应:VO2++H2O-e-===VO+2+2H+,产生H+,pH减小,错误;B项,光照时,b极产生H+,根据电子流向可知,H+由b极室透过质子膜进入a极室,错误;C项,夜间无光照时,反应相当于蓄电池的放电反应,此时b极为电池的正极,a极为电池的负极,正确;D项,硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应,本题中电池是原电池的一种,发生的是化学变化,两者供电原理不同,错误。 答案:C 2.(2019·唐山一模)研究人员研发了一种“水电池”,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。在海水中,电池的总反应可表示为:5MnO2+2Ag +2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水电池”在海水中放电时的有关说法正确的是() A.正极反应式:Ag+Cl-+e-===AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移4 mol电子 C.Na+不断向“水电池”的负极移动 D.AgCl是氧化产物

解析:根据电池总反应可知,该电池的正极反应:5MnO2+2e-===Mn5O2-10,负极反应:Ag+Cl--e-===AgCl,A错误;由正极反应式可知,1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子,B项错误;钠离子向正极移动,与Mn5O2-10结合,C错误;负极反应:Ag+Cl--e-===AgCl,Ag失电子,被氧化,则AgCl是氧化产物,D正确。 答案:D 3.埋在地下的钢管道可以用如图所示方法进行电化学保护。下列说法正确的是 () A.该方法将电能转化成化学能 B.在此装置中钢管道作正极 C.该方法称为“外加电流的阴极保护法” D.镁块上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH- 解析:构成的是原电池,该方法是将化学能转化成了电能,A错误;根据图片知,该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法,钢管道作正极,B正确;根据图片知,该金属防护措施采用的是牺牲阳极的阴极保护法,C错误;镁块作负极,电极反应:Mg-2e-+4OH-===Mg(OH)2↓,D错误。 答案:B 4.近几年科学家发明了一种新型可控电池——锂水电池,工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是()

三电极测量电池系统装置

三电极测量电池系统装置 2007-06-14 18:07 在研究电池电极材料时,被研究的电极称为工作电极W,在电化学分析法中也称指示电极,它的电势可利用与参比电极R组成的二电极测量电池测量。当工作电极需要极化时,则要另用一辅助电极(或称对应电极,用C表示),组成三电极测量电池系统(图6),以提供可调节的电流。此时为了减少电液中欧姆电位降(IR)对工作电极电势测量的误差,参比电极与电解液连接处应采用毛 细管,使之尽量靠近工作电极,称为鲁金毛细管。 1为什么对电极要面积大,一般都采用Pt为什么,稳定么?一般还有什么样的可以做对电极对电极上的最大电流不能比工作电极的小;用Pt主要是稳定,但Pt也会溶解;石墨

2.二电极体系是对三电极体系的简化么,什么情况下可以简化? 三电极体系主要是用于对工作电极的电位进行精确控制。如果研究过程中不需要控制工作电极电势,比如恒电流电解电镀等,则不需要三电极体系。如果实验过程中电流很小且对电极交换电极面积or/and电流密度很大而维持电位基本不变,则三电极体系可简化为二电极体系。 3.参比电极的选择原则有哪些?比如根据体系,我要测得是直接甲醇燃料电池中阳极,那么选什么合适。里面的溶液是甲醇水溶液,被测电极是Pt/Ru碳,并且会跟阴极构成原电池 主要原则是电位稳定(学术上叫交换电流密度大)且不污染研究体系。用可逆氢电极是比较好的选择。也可用汞/硫酸汞(酸性燃料电池)参比电极。 首先要明白何为动电位极化曲线?它要研究的是"研究电极"在电极电位改变时,其极化程度的大小.所谓"极化"是指一个电极在通过电流时的电极电位与不通过电流时电极电位的差.一般电极中通过的电流越大电极极化越严重.不同的电极在有电流通过时发生"极化的程度是不同的.这就有了一般书上都提到的"理想极化电极"及"理想不极化电极".作"电位极化曲线"的目的就是要研究某电极在有电流通过时(电极电位改变时)其极化情况到底如何.在实验中改变铂电极与研究电极中的电压值(也就是改变研究电极的电极电位),并纪录饱和甘汞参比电极与研究电极之间的电压值,作图即得动电位极化曲线.铂电极的作用是充当"理想不极化电极",饱和甘汞参比电极的作用是提供一个不变的基点,以便从其与研究电极之间的电压值,得知研究电极的极化情况.说了一大堆,希望你能看明白! 1.1电极(electrode)是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体,为多相体系。?电化学体系借助于电 极实现电能的输入或输出,电极是实施电极反应的场所。??一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系,用的较多的是三电极体系。相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。化学电源一般分为正、负极;而对于电解池,电极则分为阴、阳极。现介绍如下。 工作电极(working electrode,简称WE): 又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲,对工作电极的基本要求是:工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。(1) 所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响,并且能够在较大的电位区域

相关文档
最新文档