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            ph電極工作原理

            手機頁面二維碼 2020/12/01     瀏覽次數: 1879

            通常有兩種方法測量水相溶液中的pH值,比色法(pH試紙和比色皿)和電位法。電位法是能夠實現連續在線測量和過程監控的唯一方法,而且電位法可獲得精確且結果可重復的pH值,pH電極測量的核心理論是能斯特方程。

            電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個系統,它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢(EMF)由二個半電池構成。其中一個半電池稱作測量電極,它的電位與特定的離子活度有關;另一個半電池為參比半電池,通常稱作參比電極,它一般是與測量溶液相通,并且與測量儀表相連。最熟悉也是最常用的PH指示電極是玻璃電極。

            對于ph電極。它是一支端部吹成泡狀的對于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管內充填有含飽和AgCl的3mol/lkcl緩沖溶液,pH值為7。存在于玻璃膜二面的反映PH值的電位差用Ag/AgCl傳導系統,如第二電極導出。PH復合電極如圖:

            ph電極結構


            此電位差遵循能斯特公式

            E=E0+?R·T·1naH?O+n·F???????????E=59.16mv/25℃?per?pH

            式中R和F為常數,n為化合價,每種離子都有其固定的值。對于氫離子來講,n=1。溫度“T”做為變量,在能斯特公式中起很大作用。隨著溫度的上升,電位值將隨之增大。對于每1℃的溫度變大,將引起電位0.2mv/per pH變化。用pH值來表示,則每1℃第1pH變0.0033pH值。這也就是說:對于20~30℃之間和7pH左右的測量來講,不需要對溫度變化進行補償;而對于溫度>30℃或<20℃和pH值>8pH或6pH的應用場合則必須對溫度變化進行補償。

            內參比電極的電位是恒定不變的,它與待測試液中的H+活度(pH)無關,pH 玻璃電極之所以能作為H+的指示電極,其主要作用體現在玻璃膜上。當玻璃電極浸入被測溶液時,玻璃膜處于內部溶液(αH+,內)和待測溶液(αH+,試)之間,這時跨越玻璃膜產生一電位差ΔEM(這種電位差稱為膜電位,下節討論),它與氫離子活度之間的關系符合能斯特公式:

            ph電極公式

            當αH+,內=αH+,試時,ΔEM=0。但實際上,ΔEM≠0,跨越玻璃膜仍有一定的電位差,這種電位差稱為不對稱電位(ΔE不對稱),它是由玻璃膜內外表面情況不完全相同而產生的。此式表明玻璃電極ΔEM與pH成正比。因此,可作為測量pH的指示電極。

            pH值-電位-離子濃度關系


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