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浅谈冰点渗透压仪的检测原理和结构组成

冰点渗透压仪是用来测定各种溶液和体液渗透压的仪器。采用冰点下降原理,测试结果精确,重复性好。采用半导体制冷,利用半导体本身的物理性质不需要日常维护,而且使用寿命长。冰点渗透压仪样品测试探针外露直接插入样品内部测量,擦拭清洁简单方便,使用寿命长,在正常使用情况下,最长可用十年或更长。

冰点渗透压仪的原理是通过测量溶液的冰点来测定溶液的渗透压。当一种溶质加入到一种纯溶剂中时,溶液会发生四种变化:即冰点降低,沸点升高,渗透压升高,蒸汽压降低,这些变化称为溶质的依数特性,它们与溶液中溶质的浓度密切相关。其中溶液的冰点随溶质的摩尔浓度增加而下降,称为冰点的下降性。在物理化学中,任何溶液,如果其单位体积溶液所溶解的溶质的颗粒数相同,则引起溶液冰点下降的数值亦相同,称为拉乌尔冰点原理。既渗透压摩尔浓度与冰点温度下降值为线性关系。根据这一理论只要测定出溶液的冰点温度即可算出溶液的渗透压摩尔浓度,测量溶液的冰点最快速准确的方法是使溶液迅速降到低于溶液冰点的温度。对于水溶液,在从液态向固态冷却变化过程中,温度虽已达到结冰点,甚至低于结冰温度,但不发生结冰的现象称之为“过冷现象”。这时液体是极不稳定的,受到一定的干扰振动可触发其立刻结晶而变为固态,由于分子能量突然由高能态变为低能态,多余的能量就会以热的形式释放出来,称为晶化热,由于晶化热的存在,使过冷的溶液在结冰形成瞬间产生温度回升现象,使水溶液的温度达到一段平稳的时期,在此期间溶液为冰水混合状态,这段平稳的温度即为水溶液的冰点温度。

依据以上原理。冰点渗透压仪一般由以下几个部分组成:制冷和温控系统;高精度的测温系统;机械震动系统;加样系统;处理系统;显示和输入系统;数据输出系统;

通过制冷和温控系统形成一个恒的过冷的温度,样本通过加样系统加到检测区,测定开始时应有适量的弱振,保证样本温度均匀下降直过冰点,此时给样本加足够的较强振动,使样品放岀晶化热而形成冰水混合状态,高精度的测温电极测定此冰点温度,并将其转换成电信号,经模数转换,数据处理计算出溶液的渗透压。