用戶對pH玻璃電極(也叫PH傳感器,或者PH探頭)的要求
1、低阻抗玻璃膜
2、0~14 pH範(fàn)圍内的化學腐蝕(shí)
3、不易破損
4、熱穩定性
5、好的再現性
6、不易水解
7、無堿誤差
8、在0~14 pH範(fàn)圍内的線性電(diàn)位值
薄膜玻璃主要由SiO2正四面體網絡、網絡框架和網絡電荷點組成。其中*後一個組分可以使SiO2網絡鍵松動以使單價的陽離子易於交換。早期的薄膜玻璃一般是鈉玻璃,此種薄膜玻璃在pH10以内都表現出良好的線性,而在這以上則有較大的堿誤差。如今,人們在玻璃液中加入锂化合物(锂玻璃)使得薄膜玻璃有較寬的pH範圍而且隻有很小的堿誤差。
當薄膜玻璃的表面被水浸濕時,其表面的堿離子便會溶出,也就是說薄膜玻璃表面被水解。取決於玻璃種類的不同,此種水解作用可使玻璃表面形成0.3~0.6nm厚的溶脹層。對於H+離子來講,此溶脹層的很象一離子交換器。随著被測介質pH值的變化,H+離子會擴散進溶脹層或從溶脹層中擴散出來。對於薄膜玻璃的内側來講,整個過程與上述相同,隻是由於内溶液是固定的(如pH爲7的内緩沖液),所以隻是形成恒定的H+離子活度。内側和外側的溶脹層被玻璃組織分開,同時由於玻璃膜内外兩側不同的表面電位便在玻璃膜上建立瞭一個電位差。這一電位差可通過零電流法用一帶有pH刻度的mV計測量並以pH值的形式顯示出來。
此電(diàn)位遵循能特斯方程,在25℃的條件下,質子活度變(biàn)化**别(一個pH)時,電(diàn)位變(biàn)化59.16mV。
堿-酸誤差
理論上講,對應於所有pH值的電位曲線應該是線性的,實際上,特征曲線的二端都有非線性的情況出現。
所謂的酸誤差主要是由於溶脹層中貯存的不可逆H+離子造成的。因此在大約pH小於2的範圍内電位達不到滿足能特斯方程的電位值59.16mV/pH值過高。先進的玻璃膜幾乎消除瞭此誤差。
對於堿誤差來講,其表現是顯示的pH值過低。其原因是由於堿離子的替代造成H+離子濃度的不足。此誤差特别出現在被測介質中含有濃度鈉和锂離子的場合。堿誤差可通過合适的撥配方加以減少。
一個(gè)性能優良的電(diàn)極的概念應如下:
1、 參(cān)比系統(tǒng) Ag/AgCl
2、 穩定的半電池電位 帶(dài)有電解質鹽橋的參(cān)比系統
和抗污染的參比系
統
3、 隔膜 抗污染TEFLON環(huán)形隔膜
4、 能耐15bar壓力的 免維護(hù)KCl凝膠(jiāo)填充
免維護參比系統
所有上述特點(diǎn),都在我們的電極中得到瞭(le)體現:
1、 園形的隔膜包圍住pH玻璃薄膜,形成高離子活度的中心對稱區域,使其具有錐形縫隙隔膜的優點而避免瞭(le)它的不足,如:由於(yú)渦流的作用、結垢和熱負載沖擊造成隔膜堵塞和大的KCl消耗。電極不用維護,參比系統不易堵塞。在離子缺少的介質中通過採取KCl鹽儲備也能進行很好測量。
2、 不需電解質溶液填加孔,因此玻璃管是密封的,加之電解質溶液的不可壓縮性,使之可應用於(yú)再高壓力爲6bar(特殊措施可達10bar)的場(chǎng)合。
3、 不同於(yú)傳(chuán)統隔膜,對髒污不敏感。
4、 Ag/AgCl半電池具有獨立的參(cān)比管,也就是說,穩定的半電池電位通過鹽橋與被測(cè)介質接觸。使得半電池電位在相當長的時間内保持穩定。
5、 凝膠内不含銀,這樣對於(yú)含硫的被測(cè)介質不起反應。
6、 在空氣中承受熱沖擊和冷卻時,不象孔洞式隔膜一樣會産生連續的氣泡。這些存在於(yú)孔洞隔膜後面的氣泡會引起參(cān)比系統的電絕緣。
7、 與孔洞隔膜相比,在熱沖(chōng)擊下,不會(huì)有凝膠擠出。