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PH複合電極的組成結構

2020-05-09 11:35:18 点击数:

     将PH指示电极和参比电极组合在一起的电极就称PH复合电极。

     PH指示电极是指对溶液中氢离子活度有响应,电极电位随之而变化的电极,又称PH测量电极。PH指示电极有氢电极、锑电极和玻璃电极等几种,但最常用的是玻璃电极。玻璃电极是由玻璃支杆以及由特殊成分组成的对氢离子敏感的电极感应玻璃膜和内参比电极组成的复合型电极。玻璃膜一般呈球泡状,球泡内充入内参比溶液,插入参比电极(一般用银/氯化银电极),用电极帽封接引出电线,装上插口,就成为一支PH指示电极。单独一支PH指示电极是无法进行测量的,它必须和(外)参比电极一起才能测量。

       参比电极是指对溶液中氢离子活度无响应,具有已知和恒定的电极电位的电极。参比电极有硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等几种。最常用的是甘汞电极和银/氯化银电极。参比电极在测量电池中的作用是提供并保持一个固定的参比电势,因此对参比电极的要求是电势稳定、重现,温度系数小,有电流通过时极化电势小。(应指复合电极中的外参比电极)

      复合电极的最大优势就是合二为一,使用方便。其组成结构主要有内参比电极、内参比溶液、电极球泡、玻璃支杆、外参比电极、外参比溶液、液接界、外壳、电极帽、电极导线、插口等组成。如下图(左)。

圖(右)是指示電極和參比電極分開獨立測量的簡略裝置。

內參比電極:指示電極的組成部分,一般爲銀/氯化銀電極,主要作用是引出(指示電極)電極電位,要求其電位穩定,溫度系數小。

內參比溶液:不同的離子選擇性電極,不同的電極膜,內參比溶液一般不同。玻璃薄膜電極膜的內參比溶液是0.1mol/L的HCl溶液。其他如氟化镧單晶膜電極膜的內參比溶液是NaF-NaCl的混合液。

3)電極球泡:由具有氫功能的锂玻璃熔融吹制而成,呈球形,分布于玻璃支杆的內外,膜厚在0.1-0.2mm左右,電阻值<250兆歐;也有其他形式的球泡。

4)玻璃支杆:是支持電極球泡的玻璃管體,由電絕緣性優良的鉛玻璃制成,其膨脹系數應與電極球泡玻璃一致;

5)外參比電極:是測量電池電動勢,計算電極電位的基准。一般有標准氫電極、甘汞電極、銀/氯化銀電極等幾種。銀-氯化銀電極的電位取決于電極表面銀離子的活度,在微溶鹽氯化銀存在下,銀離子活度又決定于溶液中氯離子的活度。最爲一個提供與保持一個固定的參比電勢,外參比電極要求電位穩定,重現性好,溫度系數小。

6)外參比溶液:爲3.3mol/L的氯化鉀凝膠電解質。根據其存在狀態,又可分爲可充式PH複合電極和非可充式PH複合電極。可充式pH複合電極在電極外殼上有一加液孔,當電極的外參比溶液流失後,可將加液孔打開,重新補充KCl溶液。特點是參比溶液有較高的滲透速率,液接界電位穩定重現,測量精度較高。而非可充式pH複合電極內裝凝膠狀KCl,不易流失也無加液孔。特點是維護簡單使用方便,但在長期和連續的使用條件下,液接界處的KCl濃度會減少,影響測試精度。

7)液接界:是溝通外參比溶液和被測溶液的連接部件,要求滲透量穩定,通常用砂芯的。

8)外殼:是支持玻璃電極和液接界,盛放外參比溶液的殼體,由PPS塑壓成型。

9)電極導線:爲低噪音金屬屏蔽線,內芯與內參比電極連接,屏蔽層與外參比電極連接。

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