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pH电极的基本原理及特性

    武汉吉尔德科技有限公司科技研发组对pH电极的在领域应用中的各种特性进行深入的研究,由于长期的生产科研和总结对pH电极的原理及基本特性作出一些概述,共业内人士探讨。
    在pH复合电极测量过程中,均是使用参比电极与测量电极相结合,大多数情况下参比电极带有盐桥溶液。参比电极通过盐桥溶液与被测溶液相连通,这样在被测溶液和参比盐桥溶液之间就形成液接面,液接面两边溶液中的离子不断跨越界面向对面进行扩散,由于各个离子扩散速度不同,而使液接界两边带有符号相反的电荷,产生电位差,即称为液接电位,也称扩散电位,它会影响电极的测量精度。为了减少液接面的电位差使其保持稳定及重现,就必须采用高浓度的KCI溶液(≥3.3mol/L)作为电极的外参比盐桥溶液,它有足够高的离子强度,比被测介质的可能的最大的离子强度还要大5~10倍,因此,在液接界面上,总是K+和C1-向外扩散,而由于K+和C1-的淌度(可以理解成扩散速度)接近相等,正负电荷分布基本均匀,因此形成较小的液接界电势,这就是参比电极中的外参比溶液必须使用高浓度KCI溶液的原因。
    pH电极特性:   
    (1)不对称电势:当电极的内外参比电极,内外参比溶液均相同时,理论上电池电动势应等于零,但实际上总有几毫伏到几十毫伏的电势差存在,这说明玻璃球泡内外二个界面是不对称的,这一电势差就称为不对称电势。不对称电势与球泡吹制的工艺有关,也与使用中球泡表面受侵蚀或沾污有关,实际使用中,可用电位器特设的定位调节器消除它。   
   (2)零电势:pH电极的零电势是指pH测量电池的电势为零时的溶液的pH值。它取决于内参比溶液的pH值及氯离子浓度。若内参比溶液为0.025mol/L的混合磷酸盐溶液,电极的零电势pH值大于或小于电极的零电势pH值时,电极的极性就要发生改变。   
    (3)内阻:电极的内阻主要由球泡玻璃膜的内阻决定,它取决于玻璃的组成和厚度,阻值一般为几十兆欧。而且随温度下降而按指数式上误差和酸误差。碱误差是由于在氢离子浓度很低的溶液中,电极膜的响应不仅与氢离子浓度有关,而且与溶液中碱金属离子浓度有关。碱误差使测得的pH值比实际的数值偏低。酸误差在较低的pH范围内(pH<1~2)出现,酸误差使pH测量值比实际数值偏高。
   全面了解ph电极的相关原理特征,是业内工作人员的必备素质,如何正确认识使用好ph电极,也是我们业内工作者的一门必修之课。
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