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PH复合电极的组成结构

2020-05-09 11:35:18 点击数:

     将PH指示电极和参比电极组合在一起的电极就称PH复合电极。

     PH指示电极是指对溶液中氢离子活度有响应,电极电位随之而变化的电极,又称PH测量电极。PH指示电极有氢电极、锑电极和玻璃电极等几种,但最常用的是玻璃电极。玻璃电极是由玻璃支杆以及由特殊成分组成的对氢离子敏感的电极感应玻璃膜和内参比电极组成的复合型电极。玻璃膜一般呈球泡状,球泡内充入内参比溶液,插入参比电极(一般用银/氯化银电极),用电极帽封接引出电线,装上插口,就成为一支PH指示电极。单独一支PH指示电极是无法进行测量的,它必须和(外)参比电极一起才能测量。

       参比电极是指对溶液中氢离子活度无响应,具有已知和恒定的电极电位的电极。参比电极有硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等几种。最常用的是甘汞电极和银/氯化银电极。参比电极在测量电池中的作用是提供并保持一个固定的参比电势,因此对参比电极的要求是电势稳定、重现,温度系数小,有电流通过时极化电势小。(应指复合电极中的外参比电极)

      复合电极的最大优势就是合二为一,使用方便。其组成结构主要有内参比电极、内参比溶液、电极球泡、玻璃支杆、外参比电极、外参比溶液、液接界、外壳、电极帽、电极导线、插口等组成。如下图(左)。

图(右)是指示电极和参比电极分开独立测量的简略装置。

内参比电极:指示电极的组成部分,一般为银/氯化银电极,主要作用是引出(指示电极)电极电位,要求其电位稳定,温度系数小。

内参比溶液:不同的离子选择性电极,不同的电极膜,内参比溶液一般不同。玻璃薄膜电极膜的内参比溶液是0.1mol/L的HCl溶液。其他如氟化镧单晶膜电极膜的内参比溶液是NaF-NaCl的混合液。

3)电极球泡:由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成,呈球形,分布于玻璃支杆的内外,膜厚在0.1-0.2mm左右,电阻值<250兆欧;也有其他形式的球泡。

4)玻璃支杆:是支持电极球泡的玻璃管体,由电绝缘性优良的铅玻璃制成,其膨胀系数应与电极球泡玻璃一致;

5)外参比电极:是测量电池电动势,计算电极电位的基准。一般有标准氢电极、甘汞电极、银/氯化银电极等几种。银-氯化银电极的电位取决于电极表面银离子的活度,在微溶盐氯化银存在下,银离子活度又决定于溶液中氯离子的活度。最为一个提供与保持一个固定的参比电势,外参比电极要求电位稳定,重现性好,温度系数小。

6)外参比溶液:为3.3mol/L的氯化钾凝胶电解质。根据其存在状态,又可分为可充式PH复合电极和非可充式PH复合电极。可充式pH复合电极在电极外壳上有一加液孔,当电极的外参比溶液流失后,可将加液孔打开,重新补充KCl溶液。特点是参比溶液有较高的渗透速率,液接界电位稳定重现,测量精度较高。而非可充式pH复合电极内装凝胶状KCl,不易流失也无加液孔。特点是维护简单使用方便,但在长期和连续的使用条件下,液接界处的KCl浓度会减少,影响测试精度。

7)液接界:是沟通外参比溶液和被测溶液的连接部件,要求渗透量稳定,通常用砂芯的。

8)外壳:是支持玻璃电极和液接界,盛放外参比溶液的壳体,由PPS塑压成型。

9)电极导线:为低噪音金属屏蔽线,内芯与内参比电极连接,屏蔽层与外参比电极连接。

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