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梅特勒.托利多 PH電極工作原理

來源:上海韜世實業(yè)發(fā)展有限公司   2024年04月09日 18:58  

什么是pH電極?

pH電極,也叫探頭或傳感器,是一種重要的工具,可以讓用戶確定溶液的堿度或酸度。末端的玻璃膜對H+離子敏感。此外,我們的許多pH電極還提供氧化還原測量功能。


pH電極是如何工作的?


玻璃膜的外側(cè)在遇到水溶液時形成一個凝膠層。在玻璃膜的內(nèi)側(cè)也會形成一個類似的凝膠層,因為電極內(nèi)充滿了電解質(zhì)水溶液。凝膠層內(nèi)和周圍的H+離子可以根據(jù)pH值擴散到該層或從該層擴散出去。因此,溶液的H+離子濃度被測量。如果溶液是堿性的,H+離子就會擴散出該層,并且在膜的外側(cè)建立一個負電荷。由于玻璃電極內(nèi)部有一個pH值恒定的緩沖器,在測量過程中,膜內(nèi)表面的電位保持不變。因此,pH電極的電位是膜的內(nèi)部和外部電荷之差。


為什么使用pH電極測量pH時需要參比電極?


參比電極的目的是提供一個確定的穩(wěn)定的參比電位,并以此來測量pH電極的電位。為了做到這一點,參比電極需要由玻璃制成,對溶液中的H+離子不敏感。它還必須對它所浸入的樣品環(huán)境開放。為了做到這一點,在參比電極的軸上開了一個口子或結(jié)點,內(nèi)部溶液或參比電解質(zhì)可以通過這個口子流到樣品中。參比電極和pH電極(半電池)必須在同一溶液中才能進行正確的測量。


測量pH值時使用哪種參比電極?


目前有幾種參比系統(tǒng)。其中包括銀/氯化銀、碘/碘化物和汞/白炭黑系統(tǒng),以及一些改編的系統(tǒng)。然而,銀/氯化銀系統(tǒng)在現(xiàn)代pH測量中幾乎總是被使用。這種參比系統(tǒng)的電位是由參比電解質(zhì)和銀/氯化銀參比元素決定的。重要的是,參比電解質(zhì)具有較高的離子濃度,從而帶來低電阻。


什么是復合式pH電極?


在復合式電極中,pH電極(玻璃電極)和參比電極以兩個同心管/腔的形式構(gòu)成。pH電極包裹著參比電極,它們通過一個陶瓷連接點相互連接。這兩個電極雖然結(jié)合在一起,但功能是分開的。區(qū)別是便于處理一個電極,而不是兩個。


人們還可以將溫度電極與pH電極和參比電極放在同一個整體中。這樣就可以進行溫度的測量。這樣的電極被稱為3合1電極。


儲存pH電極的正確方法是什么?


所有的用戶手冊都提供了有關短期和長期pH電極儲存的必要信息。

始終如此,在短期和長期儲存中都要放在參比電解液中。這樣可以在需要時立即使用pH電極,并確保反應時間短。

有時,在兩次測量之間將電極放在pH4和7的緩沖液中,可以保持電極敏感膜的水分。

從不使用去離子水保存電極,因為這將耗盡富含離子的參比電解質(zhì)。另外,不要將電極干燥保存,因為這將損壞電極敏感膜,導致pH電極的反應時間延長。當長期干燥儲存pH電極時,許多pH電極在安裝前必須通過浸泡幾個小時來重新激活,以便獲得最佳的測量結(jié)果。如果這些措施還不夠,可以用特殊的電極再生液處理電極,然后再在參比電解質(zhì)中進行調(diào)理,使其發(fā)揮作用。


一個pH電極的正常使用壽命是多少?


當按照建議使用和儲存pH電極時,其預期壽命為1-3年。然而,有一些因素會降低pH電極的使用壽命。其中之一是用于測量高溫或強堿性的樣品。其他因素可能是由于不正確的儲存而造成的機械損壞。另外,如果儲存液耗光導致電極干燥保存或因高溫儲存、冷凍或其他原因而泄漏,探頭的壽命可能會大大減少。


如何檢測pH電極何時必須更換?


校準的斜率和漂移是衡量pH電極質(zhì)量的良好指標。當這些數(shù)值超過一定限度時,可以認為pH電極已經(jīng)到達使用壽命。斜率的下限和上限為85%和105%,偏移量為-35 mV和35 mV。此外,請注意,在pH校準溶液中出現(xiàn)不穩(wěn)定的信號或很長的響應時間,說明pH電極已經(jīng)嚴重老化。這些現(xiàn)象通常與不規(guī)則的斜率和偏移量有關。


我們的一些在線數(shù)字電極還提供預測性診斷功能,表明何時必須更換電極。

如何選擇正確的pH電極


為了實現(xiàn)最佳的pH測量,合適的pH電極至關重要;需要重點考慮的樣品標準是:

化學成分

同質(zhì)性

溫度

pH范圍

工藝應用:工藝壓力

對于某些樣品,選擇合適的pH電極尤為重要。如果液體是非水溶液、低電導率、富含蛋白質(zhì)或粘性,通用型的pH電極就容易出現(xiàn)測量誤差。


pH電極的響應時間和準確性取決于諸多因素,在的pH值和溫度下,或在低電導率的樣品中,測量時間可能比在室溫下中性的pH值和高電導率的水溶液要長。


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