Различные сооружения и конструкции, функционирующие в морских условиях, для их безопасного и долговечного использования требуют проведения регулярного мониторинга состояния морской воды. Исследования морской воды in situ обычно связаны с измерением температуры и давления (или глубины), которые необходимы для различных физико-химических расчетов. На практике температуру определяют с помощью термопар или термисторов, а давление - с помощью индикаторных катушек. Цель данной работы - исследовать возможность применения электрохимических ячеек концентрационного типа без жидкостного соединения в качестве потенциометрических датчиков температуры и давления. Идея заключалась в следующем: используя уже известные функциональные зависимости величин рН от Т и Р для ряда буферных растворов, попробовать решить обратную задачу - определить величины температуры и давления из непосредственных электрохимических измерений. С точки зрения точности определения конечного результата наилучшей является такая электрохимическая ячейка, в которой наблюдается максимальный отклик ЭДС при изменении одного фактора - температуры (давления) и отсутствует влияние второго фактора - давления (температуры) или наблюдается слабая зависимость от него. Были привлечены данные работ, в которых содержится информация о значениях величин рН при различных Т и Р для следующих буферных растворов: боратный, фосфатный, бифталатный, трис, трис - морская вода, ацетатный. Установлено, что ни один из этих буферных растворов в качестве раствора внутреннего заполнения электрохимической ячейки не является пригодным для измерений значений температуры по причине очень небольшого температурного эффекта или заметного влияния давления на величину рН. При использовании в составе электрохимической ячейки стандартного боратного буферного раствора отчетливо прослеживается зависимость ее значений ЭДС от величин давления и температуры. Обработкой данных по методу наименьших квадратов получено расчетное уравнение, позволяющее производить оценку величин гидростатического давления при глубоководных морских исследованиях.
Used in marine environments various constructions and installations for their safe and durable use require regular monitoring of the state of seawater. Usually researches of seawater in situ connected with the measurement of temperature and pressure (or depth), which are necessary for various physico-chemical calculations. In practice the temperature is determined using a thermocouple or thermistor, and the pressure - with indicator-coils. The purpose of this work to explore the possibility of using electrochemical concentration cell without liquid contact as a potentiometric sensor of temperature and pressure. The idea was: try to solve the inverse problem - to determine the values of the temperature and pressure from the direct electrochemical measurements, using the known functional dependence of the pH values on T and P for a number of buffers. The best electrochemical cell is such, which observe the maximum response of the EMF-changing on one factor - the temperature (pressure) and the absence or weak dependence on the second - the pressure (temperature) as improved accuracy in determining the final result. The information about values of pH at different T and P for buffer solutions: borate, phosphate, biftalatny, tris, tris-sea water, acetate were involved on data of works. None of these buffers as internal solution filling the electrochemical cell for the measurement of temperature was suited to very small temperature effect or a noticeable effect of pressure on the pH. The dependence EMF values of the pressure and temperature are appreciable, when standard borate buffer solution is used in electrochemical cell. By procedure of method of least squares the calculated equation was obtained to estimate the values of the hydrostatic pressure in the deep-sea researches.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.