pH電極(ji)測定(ding)原(yuan)理(li)與(yu)使(shi)用(yong)註(zhu)意(yi)事項(xiang)
您在(zai)電極(ji)使用(yong)過程(cheng)中,是(shi)否會(hui)遇(yu)到對pH電極(ji)的測(ce)量電位(wei)原理(li)不了解(jie),不知道如(ru)何正確(que)使(shi)用以及維(wei)護電極(ji)的問題(ti)呢?本期恪瑞(rui)儀(yi)器帶大家(jia)了解(jie)以(yi)下內容:
1、電位(wei)測定(ding)系(xi)統中的(de)電極(ji)組(zu)成形(xing)式(shi)
2、pH電極(ji)電位(wei)測定(ding)的(de)基(ji)本原理(li)
3、pH電極(ji)的使(shi)用註(zhu)意(yi)事項(xiang)及維(wei)護
壹(yi)、電位(wei)測定(ding)系(xi)統中的(de)電極(ji)組(zu)成形(xing)式(shi)
電位(wei)測定(ding)系(xi)統中的(de)pH電極(ji)與參(can)比電極(ji)的組(zu)成形(xing)式(shi):
01
單(dan)體pH電極(ji)+參(can)比電極(ji)(pH電極(ji)和參(can)比電極(ji)是(shi)分開(kai)的(de),壹共(gong)兩(liang)個(ge)電極(ji))

1-Ag/AgCl參(can)比芯(xin);2-參(can)比電解(jie)液;3-隔(ge)膜;4-H+離(li)子(zi)感(gan)應(ying)玻(bo)璃(li)膜;
02
復合pH電極(ji)(pH電極(ji)和參(can)比電極(ji)是(shi)復合在(zai)壹個(ge)電極(ji)上的(de))

1-電極(ji)電纜線接(jie)口;2-參(can)比電解(jie)液填(tian)充口;3-電極(ji)桿(gan);4-電極(ji)頭;
pH電極(ji)的活性(xing)部(bu)分:

1-參(can)比電極(ji)的Ag/AgCl參(can)比芯(xin);2-電解(jie)液隔(ge)膜,參(can)比電極(ji)的隔(ge)膜;3-玻(bo)璃膜(相當(dang)於測(ce)量電極(ji))。
二、pH電極(ji)電位(wei)測定(ding)的(de)基(ji)本原理(li)
以(yi)單(dan)體pH電極(ji)+參(can)比電極(ji)為例(li):
電位(wei)測試(shi)過程(cheng)中,參(can)比電極(ji)和pH電極(ji)與待測溶(rong)液接(jie)觸,並(bing)存在(zai)以下電位(wei)差 :

U1-玻璃膜相對於測(ce)定(ding)溶(rong)液電位(wei);U2-隔(ge)膜擴散(san)電位(wei);U3-內參(can)比電極(ji)相對於參(can)比液電位(wei);U4-參(can)比電極(ji)電位(wei);
對於壹(yi)個(ge)zhi定(ding)的(de)電極(ji)對而言(yan),其中U3和U4的數(shu)值(zhi)是(shi)恒定(ding)的(de),也(ye)可(ke)通過(guo)適(shi)當(dang)的方法,使(shi)參(can)比電極(ji)隔(ge)膜擴散(san)電位(wei)U2很小(xiao),並(bing)保持(chi)恒(heng)定(ding),以(yi)使兩(liang)電極(ji)間測定(ding)的(de)電位(wei)數(shu)值(zhi)只(zhi)與U1有關。
U1是(shi)玻璃(li)膜(mo)相對於測(ce)定(ding)溶(rong)液電位(wei),U1數(shu)值(zhi)的(de)大小(xiao)與待測溶(rong)液的氫(qing)離(li)子(zi)活度(du)有(you)關。
從(cong)pH電極(ji)感應(ying)H+活度(du)變(bian)化的(de)機(ji)理(li)(可(ke)參(can)考(kao)電極(ji)幹貨(huo)系(xi)列(壹)—pH電極(ji)感應(ying)機(ji)理(li)與(yu)電極(ji)構造(zao)及分類)可(ke)得知,壹個(ge)pH電極(ji)感應(ying)H+活度(du)變(bian)化的(de)部(bu)位(wei)是(shi)玻璃(li)膜(mo)。玻璃(li)膜表面(mian)有壹(yi)層(ceng)大約0.1mm的水(shui)合層(ceng),在(zai)酸性(xing)條件下,待測溶(rong)液中的(de)氫(qing)離(li)子(zi)進入(ru)到水合層(ceng),在(zai)堿(jian)性(xing)條件下,水合層(ceng)中的(de)氫(qing)離(li)子(zi)擴散(san)到待測溶(rong)液中,這(zhe)種(zhong)進入(ru)和擴散(san)過(guo)程(cheng)會(hui)形(xing)成壹(yi)個(ge)膜(mo)電位(wei),即為U1。

pH電極(ji)測定(ding)電位(wei)過程(cheng)中電位(wei)變化、玻(bo)璃(li)膜(mo)相對於測(ce)定(ding)溶(rong)液電位(wei)U1與待測溶(rong)液的氫(qing)離(li)子(zi)活度(du)關系(xi)可(ke)根據(ju)Nernst方程(cheng)進行推斷(duan)和計算(suan):

其中U0=U2+U3+U4
U:指(zhi)示電極(ji)與參(can)比電極(ji)間的電位(wei);
U0:電極(ji)標準(zhun)電位(wei),與電極(ji)結構有(you)關;
R:氣(qi)體常(chang)數(shu)(8.31441J•K-1•mol-1);
Z:分(fen)析(xi)離(li)子(zi)H+的(de)電荷數(shu)(此(ci)時(shi)Z=1);
F:法拉第常(chang)數(shu)(96484.56C·mol-1);
T:絕對溫(wen)度(du)K(T=t+273.15);
Nernst方程(cheng)中的(de)斜(xie)率(lv)是(shi)指理(li)論電極(ji)斜(xie)率(lv),電極(ji)斜(xie)率(lv)對應(ying)於(yu)分(fen)析離(li)子(zi)變(bian)化引(yin)起的十冪次方的電位(wei)變化,與(yu)電極(ji)的結構、溫(wen)度(du)及待測離(li)子(zi)的(de)電荷有關。對於壹(yi)價(jia)正電荷離(li)子(zi)(z=+1),25℃時(shi),理(li)論電極(ji)斜(xie)率(lv)等於59.16mV。
三(san)、pH電極(ji)的使(shi)用註(zhu)意(yi)事項(xiang)及維(wei)護
01
玻(bo)璃(li)膜(mo)的水合層(ceng)是(shi)進行pH測量、電位(wei)測量的(de)重(zhong)要媒介,錯誤的操作可(ke)能(neng)會(hui)延(yan)長電極(ji)響應(ying)時(shi)間,甚至損壞電極(ji)。
??????
以下操作會(hui)破(po)壞pH電極(ji)的水(shui)合層(ceng)
①、電極(ji)放置於pH<4的HF溶(rong)液中;
②、長時(shi)間處(chu)於(yu)非(fei)溶(rong)液介質中或(huo)者幹(gan)放(fang)電極(ji);
③、電極(ji)放置於高(gao)溫(wen)下的強(qiang)堿(jian)性(xing)溶(rong)液中;
④、電極(ji)在(zai)含有(you)顆(ke)粒物(wu)質的(de)溶(rong)液中進行攪(jiao)拌;
⑤、使用(yong)摩(mo)擦(ca)性(xing)物(wu)質擦(ca)拭電極(ji)的玻(bo)璃膜(mo),如紙(zhi)巾(jin)擦(ca)拭可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致玻璃(li)膜(mo)損(sun)壞、延長響應(ying)時(shi)間或者產(chan)生靜(jing)電荷影響電極(ji)使用(yong)。

??????
玻璃(li)膜的(de)清(qing)洗與(yu)維(wei)護
①、測(ce)試(shi)完(wan)水相溶(rong)液後(hou),可(ke)用去(qu)離(li)子(zi)水(shui)進行沖洗(xi);
②、測試(shi)完(wan)非水溶(rong)液後(hou),用去(qu)離(li)子(zi)水(shui)進行沖洗(xi)後(hou)將電極(ji)浸入(ru)去(qu)離(li)子(zi)水(shui)中活化數(shu)分(fen)鐘(zhong),註(zhu)意(yi)不可(ke)以浸(jin)泡隔(ge)膜部(bu)分;
③、電極(ji)清洗(xi)後(hou),需(xu)要放(fang)在(zai)相應(ying)的(de)電極(ji)存儲(chu)溶(rong)液中。
02
隔(ge)膜是(shi)復合pH電極(ji)的參(can)比電極(ji)部分(fen),參(can)比電解(jie)液在(zai)重力(li)作(zuo)用(yong)下流(liu)經(jing)隔(ge)膜與(yu)待測溶(rong)液接(jie)觸,產生隔(ge)膜擴散(san)電位(wei)U2。pH電極(ji)測試(shi)電位(wei)過程(cheng)中,要求(qiu)隔(ge)膜擴散(san)電位(wei)U2數(shu)值(zhi)較(jiao)小(xiao)並(bing)保持(chi)恒(heng)定(ding),因(yin)此(ci)在(zai)保證(zheng)參(can)比電解(jie)液濃度(du)恒(heng)定(ding)的(de)條件下,參(can)比電解(jie)液流(liu)經(jing)隔(ge)膜的(de)速度(du)也(ye)需(xu)要保(bao)持恒定(ding)。
??????
為(wei)保證內(nei)參(can)比電解(jie)液的順利(li)流(liu)出(chu),采(cai)用(yong)pH電極(ji)進行測量時(shi),需(xu)要滿(man)足(zu)以下基(ji)本條件:
①、測(ce)量過(guo)程(cheng)中,電解(jie)液的填(tian)充口必須(xu)打開;
而(er)在(zai)電極(ji)儲(chu)存的時(shi)候(hou),電解(jie)液填(tian)充口要保(bao)持關閉(bi)的狀態(tai);

②、在(zai)測量過(guo)程(cheng)中參(can)比電解(jie)液的高(gao)度(du)應(ying)該(gai)至(zhi)少高(gao)於(yu)樣品溶(rong)液(建議(yi)最好在(zai)電解(jie)液填(tian)充口附(fu)近(jin));
③、pH校正或者測(ce)量時(shi)需(xu)要將玻(bo)璃膜(mo)以及隔(ge)膜全(quan)部浸(jin)入(ru)到樣品溶(rong)液中,註(zhu)意(yi)攪(jiao)拌過程(cheng)中也(ye)是(shi)需(xu)要玻(bo)璃膜以(yi)及隔(ge)膜全(quan)部在(zai)樣品溶(rong)液中;

④、同(tong)時(shi)為(wei)了保(bao)證(zheng)測試(shi)的重(zhong)復性(xing),pH玻(bo)璃電極(ji)進入(ru)到待測溶(rong)液中的(de)位(wei)置和每(mei)次樣品測量時(shi)的(de)攪(jiao)拌速度(du)最好壹致,並(bing)且攪(jiao)拌的時(shi)候(hou)不要形(xing)成漩(xuan)渦(wo)。
??????
隔(ge)膜的(de)清洗
測量曲(qu)線(xian)不正常(chang)時(shi),可(ke)檢查壹(yi)下電極(ji)的隔(ge)膜是(shi)否存(cun)在(zai)堵(du)塞,導(dao)致參(can)比電解(jie)液無法正(zheng)常(chang)流(liu)出(chu)。
①、電極(ji)在(zai)*無水的溶(rong)液中滴定(ding),或(huo)者長時(shi)間的存儲(chu),會(hui)導(dao)致隔(ge)膜套(tao)管卡(ka)住:這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下,可(ke)將隔(ge)膜套(tao)管放(fang)到50℃左右的溫(wen)水(shui)中浸(jin)泡(pao)大約1分鐘(zhong),對於可(ke)移(yi)動的(de)隔(ge)膜套(tao)管,可(ke)以非(fei)常(chang)小(xiao)心的(de)松開套(tao)管,然(ran)後(hou)更換內(nei)參(can)比電解(jie)液,重新(xin)平(ping)衡後(hou)進行測量;
②、如(ru)果(guo)隔(ge)膜上(shang)有AgCl沈澱(dian)使隔(ge)膜堵(du)塞:可(ke)將電極(ji)放在(zai)50℃-60℃的3mol/L KCl參(can)比電解(jie)液中浸(jin)泡(pao)至少(shao)1h,或者放(fang)在(zai)濃氨(an)水中過(guo)夜,之(zhi)後(hou)用去(qu)離(li)子(zi)水(shui)沖(chong)洗(xi)隔(ge)膜並(bing)更換參(can)比電解(jie)液,重新(xin)平(ping)衡後(hou)進行測量;
③、如(ru)果(guo)隔(ge)膜上(shang)有Ag2S沈澱(dian)使隔(ge)膜堵(du)塞:將電極(ji)浸入(ru)新(xin)配(pei)制(zhi)的(de)含(han)有7%硫脲的0.1mol/L HCl溶(rong)液中,之(zhi)後(hou)用去(qu)離(li)子(zi)水(shui)沖(chong)洗(xi)並(bing)更換電解(jie)液,重新(xin)平(ping)衡後(hou)進行測量;
④、測(ce)試(shi)完(wan)含有蛋白質的(de)溶(rong)液後(hou),隔(ge)膜發(fa)生堵(du)塞:將電極(ji)浸入(ru)含(han)1%胃(wei)蛋白酶的(de)0.1mol/L HCl溶(rong)液中數(shu)小(xiao)時(shi),用(yong)去(qu)離(li)子(zi)水(shui)沖(chong)洗(xi)隔(ge)膜後(hou),更換參(can)比電解(jie)液,重新(xin)平(ping)衡後(hou)進行測量;
⑤、脂(zhi)肪(fang)、油(you)類、有(you)機物(wu)汙染(ran)隔(ge)膜:電極(ji)放入(ru)適(shi)當(dang)的溶(rong)劑中浸(jin)泡(pao)、*沖洗(xi)、更換參(can)比電解(jie)液,重新(xin)平(ping)衡後(hou)進行測量;
註(zhu)意(yi):清洗(xi)隔(ge)膜的(de)時(shi)候(hou)電解(jie)液填(tian)充口是(shi)關閉(bi)的狀態(tai)!
禁止(zhi)用除(chu)參(can)比電解(jie)液以外的溶(rong)液作為(wei)填(tian)充液,否則會(hui)損(sun)壞參(can)比系(xi)統!
03
pH電極(ji)的存(cun)儲(chu)
①、對於電極(ji)的玻(bo)璃膜(mo)來說(shuo),玻璃膜(mo)表面(mian)有水(shui)合層(ceng),去離(li)子(zi)水(shui)不含離(li)子(zi)更有利(li)於玻(bo)璃膜(mo)的儲(chu)存。
對於電極(ji)的隔(ge)膜來說(shuo),隔(ge)膜更適(shi)合在(zai)電解(jie)液的環(huan)境(jing)中儲(chu)存。
水相pH電極(ji)在(zai)去離(li)子(zi)水(shui)中儲(chu)存時(shi),去(qu)離(li)子(zi)水(shui)容易(yi)進入(ru)隔(ge)膜,對測量電位(wei)產生影(ying)響。
水(shui)相pH電極(ji)在(zai)電解(jie)液中存(cun)儲(chu)時(shi),電解(jie)液中的(de)K+可(ke)能(neng)導(dao)致玻璃(li)膜(mo)老(lao)化,而(er)降低玻(bo)璃(li)膜的響應(ying)時(shi)間。
②、因此(ci)建議(yi)對於參(can)比電解(jie)液為3mol/L KCl的(de)復合水(shui)相pH電極(ji)來說(shuo),最好存儲(chu)在(zai)專用(yong)的電極(ji)儲(chu)存溶(rong)液(6.2323.000)中。
如(ru)果(guo)沒有(you)的(de)該(gai)儲(chu)存液,則建議(yi)儲(chu)存在(zai)和電極(ji)參(can)比液相同(tong)的電解(jie)液中。
③、水(shui)相pH電極(ji)儲(chu)存溶(rong)液6.2323.000可(ke)以防止(zhi)玻璃膜老(lao)化,防止(zhi)細菌(jun)滋生。下圖(tu)為相同(tong)電極(ji),壹個(ge)儲(chu)存在(zai)3mol/L KCl中,壹(yi)個(ge)儲(chu)存在(zai)電極(ji)保護(hu)液中,測(ce)試(shi)pH=7的緩(huan)沖溶(rong)液時(shi)的(de)響應(ying)時(shi)間以及穩(wen)定(ding)時(shi)間。

④、對於非(fei)水(shui)相pH電極(ji),參(can)比電解(jie)液為飽(bao)和的氯化鋰(li)乙(yi)醇溶(rong)液,或者四(si)乙(yi)基(ji)溴化銨(an)溶(rong)液(6.2320.000),建議(yi)電極(ji)儲(chu)存在(zai)和電極(ji)參(can)比液相同(tong)的電解(jie)液中。

⑤、對於電極(ji)電解(jie)液為非(fei)3mol/L KCl的(de)pH電極(ji),均儲(chu)存在(zai)與內(nei)參(can)比電解(jie)液相同(tong)的電解(jie)液中。其中,對參(can)比電解(jie)質為高(gao)濃(nong)度(du)的(de)凝(ning)膠(jiao)免(mian)維(wei)護pH電極(ji),則需(xu)要儲(chu)存在(zai)c(KCl)=sat(6.2308.000)中。

- 上(shang)壹(yi)個(ge): 自(zi)助(zhu)操作,移(yi)液器清潔三(san)步(bu)法GET√
- 下壹個(ge): 安(an)東(dong)帕(pa)SVM系(xi)列現(xian)符合SAE J300



