pH电极工作原理及日常维护

《pH电极工作原理及日常维护》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、pH电极的使用及日常维护北京洛华科技有限公司一pH电极的工作原理。PH测量属于原电池系统，它的作用是使化学能转换成电能，此电池的端电压被称为电极电位；此电位由两个半电池构成，其中一个称为测量电极，另一个称为参比电极；此电位遵循能斯特方程：对于氧化还原体系：对于金属电极，还原态是纯金属，其活度是常数，定为1，则上式可写作：式中：E—电极电位E0—电极的标准电压R—气体常数（8.31439焦耳/摩尔和℃）T—开氏绝对温度（例：20℃=273+293开尔文）F—法拉弟常数（96493库化/当量）n—被测离子的化合价（银=1，氢=1）aMe—离子的

2、活度对于PH电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3mol/lkcl缓冲溶液，pH值为7。存在于玻璃膜二面的反映PH值的电位差用Ag/AgCl传导系统，如第二电极，导出。PH复合电极如图此电位差遵循能斯特公式：E=E0+R·T·1naH3O+n·FE=59.16mv/25℃perpH式中R和F为常数，n为化合价，每种离子都有其固定的值。对于氢离子来讲，n=1。温度“T”做为变量，在能斯特公式中起很大作用。随着温度的上升，电位值将随之增大。对于每1℃的温度变大，将引起电位0.2mv/perpH变化

3、。用pH值来表示，则每1℃第1pH变0.0033pH值。这也就是说：对于20~30℃之间和7pH左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度＞30℃或＜20℃和pH值＞8pH或6pH的应用场合则必须对温度变化进行补偿。+内参比电极的电位是恒定不变的，它与待测试液中的H活度（pH）无关，pH玻璃电极之所以能作为+H的指示电极，其主要作用体现在玻璃膜上。当玻璃电极浸入被测溶液时，玻璃膜处于内部溶液(αH+,内)和待测溶液(αH+,试)之间，这时跨越玻璃膜产生一电位差ΔEM（这种电位差称为膜电位，下节讨论），它与氢离子活度之间的关系符合能

4、斯特公式：当αH+,内=αH+,试时，ΔEM=0。但实际上，ΔEM≠0，跨越玻璃膜仍有一定的电位差，这种电位差称为不对称电位(ΔE不对称)，它是由玻璃膜内外表面情况不完全相同而产生的。此式表明玻璃电极ΔEM与pH成正比。因此，可作为测量pH的指示电极。图1：pH值一电位一离子浓度之间的关系（25℃）PH01234567891011121314MV414355295236.6177.511859.160-59.16-118-177.5-236-295-354-414膜电位理论：用离子选择性电极测定有关离子，一般都是基于内部溶液与外部溶液之间产

5、生的电位差，即所谓膜电位。膜电位的产生是由于溶液中的离子与电极膜上的离子发生了交换作用的结果。以玻璃电极为例来说明。其要点如下：玻璃电极在使用前要在纯水中浸泡，离子交换理论认为，当玻璃电极浸入水溶液中时，玻璃表面会吸水而使玻璃溶胀，在它的表面形成溶胀的硅酸层（水化层），这种水化层的是逐渐形成的，只有当玻璃膜浸泡24小时以上后，才能完全形成并趋于稳定。其厚度很薄（约为玻璃膜厚度的1/1000）。同样，膜内表面与内参比溶液接触，亦已形成水化层。++2+在水化层形成的过程中，伴随着水溶液中H与玻璃种Na的交换作用（Ca结合牢固不易交换），此交换反

6、应可表示如下：-++-++≡≡SiONa(表面)+H===≡≡SiOH(表面)+Na(溶液)++14由于硅酸盐结构与H的键合能力远大于Na,此交换反应的平衡常数很大（~10），因此，浸泡好的玻璃膜+-+表面的电位几乎全部被H所占据，即形成≡≡SiOH。浸泡好的玻璃膜在膜与溶液的界面上存在如下离解平衡：-+-+≡≡SiOH(表面)+H2O(溶液)===≡≡SiO(表面)+H3O(溶液)若内部溶液和外部溶液的pH不同，则膜内、外固液界面上电荷分布不同，这样跨越膜的两侧界面就有一个电势差，即膜电位。+当浸泡好的玻璃膜进入待测试液时，膜外层的水化层

7、与试液接触，由于H活度变化，将使上式离解平+衡发生移动，此时，就可能有额外的H由溶液进入水化层，或有水化层转入溶液，因而膜外层的固液界面+上电荷分布不同，跨越膜的两侧界面的电势差发生改变，这个改变与试液中的[H]有关。玻璃电极的构造如下图：二PH电极的安装。电极的安装。装有PH电极的传感器结构安装可分为三类：沉入式——主要用于反应槽、池和密封容器等从液面浸入安装；流通式——主要用于管路安装，可以直接插入管道，截断管道或旁路取样方式；斜插式——主要用于不方便顶部安装的容器，从容器侧面开孔。所有的安装方式均可附带自动清洗装置，通常有超声波清洗和

8、加液喷流清洗两种，也可按用户要求定制其它方式。典型传感器安装位置示意图传感器到转换器的距离越近越好，一般不要超过20米，最好选择就地安装转换器或选用变送器。传感器不要靠进料口太近