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影响PH电极使用的几个重要因素

发布时间:2018-06-12   点击次数:433次

 一、温度对电极的影响

  温度对玻璃电极的影响

  1.由原电池电动势表达式可以看出,电极电位与溶液温度成正比。在电极标定使用温度范围内,一般可以通过温度电极(pt100或pt1000)在转换器反馈电路中加以补偿。

  2.玻璃电极有很高的内阻(工业用玻璃电极电阻一般小于500MΩ),其大小不仅与玻璃膜的成分和厚度有关,同时与温度有关(成指数关系,温度每降低10℃,阻值约增大1倍)。

  3.高温下会促使敏感玻璃膜表面水化层中的可溶部分溶解,影响电极电位,导致电极老化。其老化周期取决于介质成分及温度,相同介质中,假设25℃下活性周期为100%,80℃下则为20%,而120℃下仅有5%。

  温度对参比电极的影响

  1.在环境温度较高的情况下,流式可充式参比电极内部(充满饱和KCl溶液)常会有KCl结晶析出,造成参比电极液接电位不稳定;同时,结晶可能堵塞电极底部陶瓷塞,致使电解液不能渗出到测量溶液中而阻断电通路。

  2.甘汞电极易受温度变化影响,应避免应用于高温或温度波动较大的介质,而银-氯化银电极工作温度可以高得多,具有较高的稳定性。

  二、流式参比电极微渗压的影响

  参比电极底部的陶瓷塞在电通路上产生一个中间阻抗,当此阻抗大于0.1MΩ时,会导致参比电极电位不稳定或漂移。非常污浊的介质污染电极表面,会阻塞陶瓷塞。

  对于流式参比电极,电通道的形成依靠电极内电解液的微渗压,使电解液渗入测量溶液。当介质压力或浓度较高以及补液通道不畅,或有气泡存在等情况时,都可能阻碍电解液的外渗,增大电通路中间阻抗,如果介质反渗入电极,则污染盐桥,甚至可能与电解液或内电极发生化学反应(例如:AgCl+硫化物→Ag2S)而使电极中毒。

  三、溶液酸碱度对电极的影响

  玻璃电极在pH2~pH9以外不具备良好的线性关系,在强酸性溶液中易形成大量水合氢离子H3+O,使到达电极表面的H+数目相对减少,pH值增大。在强碱介质中的Na+也会参加溶液中的H+与电极水化层上的H+的交换过程,导致玻璃电极电位升高,pH值偏低。

  另外,在强氧化性介质中,敏感玻璃膜中碱性物质(主要为一价阳离子)损失,使水化层受到破坏,会引起电极中毒。可选用抗酸性电极,其制造过程中采用的特殊工艺措施(特别的添加离子配方),增强了玻璃膜抗酸中毒能力,同时其电极零电位对应pH0=2,从而使酸性范围内的线性得到校正。

  四、敏感玻璃膜的活性

  当玻璃电极内溶液pH值与外溶液pH值相等时,玻璃膜两边电位差应为零,但实际上存在一不对称电位Ea,其大小与玻璃的组成、厚度及制作条件有关。将玻璃电极在蒸馏水或酸性溶液(0.1N稀盐酸)中浸泡24h后,玻璃膜表面会形成一层水化层,从而使Ea大大降低,此时电极处于活性状态。相对应的,称Ea较大时为电极老化。为了使测量准确,玻璃电极使用前应活化,使用中也必须定期活化。

  五、信号电缆对地阻抗

  由于电极产生的电动势E范围很小(每个pH对应60mV),要想保证测量精度,就必须使测量系统内阻远远大于原电池内阻。玻璃电极内阻在20℃时高达100MΩ,转换器输入阻抗可达1012Ω,连接电极与测量系统的同轴电缆也是高阻抗的(大于107Ω)。若电缆连接插头上被污染或进水、电缆被腐蚀或破损导致阻抗降低,将使信号在传递过程中被短路,从而不能正确测量。

  六、环境磁场干扰

  由于玻璃电极的电阻特别大,微小的电磁感应都会造成一个电压降而附加到E上,造成测量误差。


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