
一、PH电极的概念PH电极又称pH探针和pH传感器,是pH计中与被测物质接触的部分,用于测量电极电位。
特点二、PH电极1、采用先进的固体电介质和大面积PTFE液结。不易堵塞,易于维护。
2、长距离参比扩散路径大大延长了电极在恶劣环境下的使用寿命。
3、新设计的玻璃灯泡增加了灯泡的面积,可以防止内部缓冲液中干扰气泡的产生,使测量更加可靠。
4、电极采用优质低噪音电缆,可使信号输出长度大于20米,无干扰。
三、PH电极分类1、液体PH电极
液体电极,如InPro2000系列,是一种可充电的液体电极。这种电极是pH电极发明史上设计最经典、质量最杰出、应用最广泛的电极,适用于各种工业过程的测量。
2、凝胶pH电极
凝胶电极是液体电极的升级版,如InPro3250系列。这种电极维护成本低,适用于高要求应用中的在线测量。经过几次CIP(原位清洗)和SIP(蒸汽消毒)后仍可长期使用。
3、固体pH电极
固体电极,如InPro4260系列、DXK系列电极、InPro4010、InPro4501和InPro4550,广泛应用于化学工业,采用新型固体聚合物参比电解质,在精确测量pH值的同时具有较长的使用寿命,即使在最恶劣的工业环境下也能保持良好的性能。
四、PH电极PH测量工作原理pH测量属于原电池系统,其作用是将化学能转化为电能。这种电池的端电压称为电极电位。这个电位由两节半电池组成,其中一节叫做测量电极,另一节叫做参比电极。该电势遵循能斯特方程:
对于氧化还原系统:
对于金属电极,还原态为纯金属,其活度为常数,设为1,则上述公式可以写成:
式中:电极电位
E0-电极的标准电压。
r-气体常数(8.31439焦耳/摩尔和摄氏度)
t-开尔文绝对温度(例如,20=273 293开尔文)
法拉第常数(96493库/当量)
n指待测离子的化合价(银=1,氢=1)。
AMe——离子的活度
用于PH电极。它是一个玻璃管,末端有一层pH敏感的玻璃膜,被吹成气泡。试管内装有含饱和AgCl的3mol/lkcl缓冲溶液,pH值为7。反映玻璃膜两侧存在的PH值的电势差由Ag/AgCl传导系统导出,例如第二电极。PH复合电极如图所示
该电势差遵循能斯特公式:
其中r和f是常数,n是化合价,每个离子都有固定值。对于氢离子,n=1。温度“t”作为一个变量,在能斯特公式中起着很大的作用。随着温度的升高,潜在值会增加。温度每升高1,电位将变化0.2mv/perpH。用pH值表示,每升高1,第一个pH值变为0.0033pH值。也就是说:对于20~30之间和7pH左右的测量,不需要对温度变化进行补偿;但是,对于温度>30或<20且pH值>8pH或6pH的应用,必须对温度变化进行补偿。
内参比电极的电位是恒定的,与待测液体中H的活度(pH)无关。pH玻璃电极之所以可以作为H的指示电极,主要体现在玻璃膜上。当玻璃电极浸入待测溶液中时,玻璃膜在内溶液(H,internal)和待测溶液(H,trial)之间,然后在玻璃膜两端产生电位差EM(这个电位差称为膜电位,下一节讨论),它与氢离子活度的关系符合能斯特公式:
当时但实际上隔着玻璃膜还是有一定的电位差的。这种电位差称为不对称电位(E不对称),是由于玻璃膜的内外表面不完全相同造成的。该公式表明,玻璃电极EM与pH值成正比。因此,它可用作测量pH值的指示电极.
膜电位理论;
离子选择电极测定相关离子一般是基于内溶液和外溶液之间的电位差,称为膜电位。膜电位的产生是溶液中的离子与电极膜上的离子交换的结果。以玻璃电极为例来说明。要点如下:
玻璃电极在使用前应浸泡在纯水中。根据离子交换理论,当玻璃电极浸入水溶液中时,玻璃表面会吸收水分,使玻璃膨胀,在其表面会形成一层膨胀的硅酸层(水合层)。这个水化层是逐渐形成的,玻璃膜浸泡24小时以上才能完全形成并稳定。它的厚度很薄(约为玻璃膜厚度的1/1000)。类似地,膜的内表面与内部参考溶液接触,并且也形成了水合层。在水化层的形成过程中,随着H与水溶液中玻璃物种Na之间的交换(Ca2被牢固地结合并且难以交换),这种交换反应可以表示为:
浸泡的玻璃膜在膜和溶液之间的界面处具有以下离解平衡:
如果内溶液和外溶液的pH值不同,膜内外固液界面上的电荷分布就不同,所以膜两侧就有电位差,即膜电位。
当浸泡过的玻璃膜进入待测液体时,膜外层的水化层与测试溶液接触。由于H活度的变化,上式的离解平衡会移动。此时,额外的H可能从溶液中进入水化层,或者水化层会转移到溶液中,因此膜外层固液界面上的电荷分布不同,膜两侧的电位差发生变化,这与试液中的[H]有关。
玻璃电极的结构如下。
五、PH电极的用途起初,人们对酸碱的认识是食物的味道。比如醋是酸的,柠檬是酸的,涩的碱性面是碱性的。这就是pH值或pH值的原始由来,简单直观。
摩尔值表示水溶液中氢离子的浓度,浓度范围从100(1)到10-14,然后换算成以10为底的负对数时pH范围为0-14。PH是拉丁文pondushydrogenii的缩写,pondus=压力,hydrogenii=氢气。所以理解pH值更准确的定义应该是水溶液中氢离子活度的负对数值是非常重要的。因此,你可以了解到,首先,在液体中更容易实现精确的pH值测量,其次,在水溶液环境中更容易实现精确的pH值测量。
而且日常生活、工作和生产中对pH的测量[1]大多是围绕液体进行的。比如大部分食物、药物、液体都是人类摄入的,即使最终产品不是液体,其来源环境也是液体。比如人类的液体食物有很多:白酒、啤酒、碳酸饮料、果汁、咖啡、茶。pH值影响食品的风味和品质,pH值是药品生产的重要指标。pH值的检测并不简单。工业制药产生的液体物质比固体物质多得多(所以不难理解工业供水的重要性)。常见的工业用水包括冷却水、清洗水、加热水、蒸汽和溶剂水,此外,还包括需要进一步环保处理的污水。然后,在工业生产中,物质正在发生各种变化,相当数量的反应都伴随着氢离子浓度的变化,所以检测水溶液中的氢离子浓度,即pH值就显得尤为重要。
精确的pH值测量有助于实现:
1、生产th
2、如果PH电极长时间干燥并暴露在空气中,请将电极浸泡在3mol/l kcl溶液或饱和kcl溶液中2-3天,然后再使用,以恢复电极活性。如有可能,请将电极浸泡在9895电极再生液中约1分钟,然后用蒸馏水清洗,并在使用前浸泡在3mol/l的kcl溶液或饱和kcl溶液中至少1天。
3、如果电极敏感膜或白色陶瓷隔膜孔因蛋白质污染而变黄,可以购买9891电极清洗液,将电极浸泡在其中几个小时,然后用蒸馏水清洗,最后在3mol/l的kcl或饱和kcl溶液中浸泡至少一天后再使用。
4、如果电极的白色陶瓷隔膜孔因Aq2S污染而变黑,可以购买9892隔膜清洗液,将电极浸泡在其中几个小时,直到隔膜孔再次变白,然后用蒸馏水清洗,最后在3mol/l的kcl或饱和kcl溶液中浸泡至少一天,再使用。
5、如果电极长时间使用导致敏感膜老化,可以购买9895电极再生液,将电极浸泡在其中1-10分钟(视敏感膜老化程度和斜率而定),然后用蒸馏水冲洗,最后在3mol/l kcl和饱和kcl溶液中浸泡至少1天,再使用。严禁用9895处理斜率在56mv/ph以上的PH电极,因为9895电极再生液中含有HF溶液。9895的原理是用HF腐蚀表面的敏感膜老化层。如果将新电极浸入9895电极再生液或旧电极浸入时间过长,HF也会腐蚀良好的敏感膜。
6、如果PH电极被无机物污染,可用0.1mol/l Hcl或NaOH溶液冲洗几分钟,然后用蒸馏水冲洗。
7、如果PH电极被有机物污染,可以用酒精或丙酮清洗,然后用蒸馏水清洗。
8、如果知道什么样的物质可以溶解污染电极的物质,就可以用什么样的物质来清洗。
9、请记住,用9891、9892或9895处理过的PH电极不要立即校准或测量,因为电极当时不能测量,必须在3mol/l或饱和kcl溶液中浸泡至少一天才能使用。
10、PH电极上端与电缆的连接处为高阻部分,严禁浸泡在水等液体中或被蒸汽等潮湿空气腐蚀。可以用新电极带来的红色坚果盖住。电极电缆的接头也是高阻部分,禁止浸泡在水等液体中或被蒸汽等潮湿空气腐蚀,必须存放在干燥的地方。










