梅特勒.托利多 PH電極工作原理

什么是pH電極？

pH電極，也叫探頭或傳感器，是一種重要的工具，可以讓用戶確定溶液的堿度或酸度。末端的玻璃膜對H+離子敏感。此外，我們的許多pH電極還提供氧化還原測量功能。

pH電極是如何工作的？

玻璃膜的外側在遇到水溶液時形成一個凝膠層。在玻璃膜的內側也會形成一個類似的凝膠層，因為電極內充滿了電解質水溶液。凝膠層內和周圍的H+離子可以根據pH值擴散到該層或從該層擴散出去。因此，溶液的H+離子濃度被測量。如果溶液是堿性的，H+離子就會擴散出該層，并且在膜的外側建立一個負電荷。由于玻璃電極內部有一個pH值恒定的緩沖器，在測量過程中，膜內表面的電位保持不變。因此，pH電極的電位是膜的內部和外部電荷之差。

為什么使用pH電極測量pH時需要參比電極？

參比電極的目的是提供一個確定的穩定的參比電位，并以此來測量pH電極的電位。為了做到這一點，參比電極需要由玻璃制成，對溶液中的H+離子不敏感。它還必須對它所浸入的樣品環境開放。為了做到這一點，在參比電極的軸上開了一個口子或結點，內部溶液或參比電解質可以通過這個口子流到樣品中。參比電極和pH電極（半電池）必須在同一溶液中才能進行正確的測量。

測量pH值時使用哪種參比電極？

目前有幾種參比系統。其中包括銀/氯化銀、碘/碘化物和汞/白炭黑系統，以及一些改編的系統。然而，銀/氯化銀系統在現代pH測量中幾乎總是被使用。這種參比系統的電位是由參比電解質和銀/氯化銀參比元素決定的。重要的是，參比電解質具有較高的離子濃度，從而帶來低電阻。

什么是復合式pH電極？

在復合式電極中，pH電極（玻璃電極）和參比電極以兩個同心管/腔的形式構成。pH電極包裹著參比電極，它們通過一個陶瓷連接點相互連接。這兩個電極雖然結合在一起，但功能是分開的。區別是便于處理一個電極，而不是兩個。

人們還可以將溫度電極與pH電極和參比電極放在同一個整體中。這樣就可以進行溫度的測量。這樣的電極被稱為3合1電極。

儲存pH電極的正確方法是什么？

所有的用戶手冊都提供了有關短期和長期pH電極儲存的必要信息。

始終如此，在短期和長期儲存中都要放在參比電解液中。這樣可以在需要時立即使用pH電極，并確保反應時間短。

有時，在兩次測量之間將電極放在pH4和7的緩沖液中，可以保持電極敏感膜的水分。

從不使用去離子水保存電極，因為這將耗盡富含離子的參比電解質。另外，不要將電極干燥保存，因為這將損壞電極敏感膜，導致pH電極的反應時間延長。當長期干燥儲存pH電極時，許多pH電極在安裝前必須通過浸泡幾個小時來重新激活，以便獲得最佳的測量結果。如果這些措施還不夠，可以用特殊的電極再生液處理電極，然后再在參比電解質中進行調理，使其發揮作用。

一個pH電極的正常使用壽命是多少？

當按照建議使用和儲存pH電極時，其預期壽命為1-3年。然而，有一些因素會降低pH電極的使用壽命。其中之一是用于測量高溫或強堿性的樣品。其他因素可能是由于不正確的儲存而造成的機械損壞。另外，如果儲存液耗光導致電極干燥保存或因高溫儲存、冷凍或其他原因而泄漏，探頭的壽命可能會大大減少。

如何檢測pH電極何時必須更換？

校準的斜率和漂移是衡量pH電極質量的良好指標。當這些數值超過一定限度時，可以認為pH電極已經到達使用壽命。斜率的下限和上限為85%和105%，偏移量為-35 mV和35 mV。此外，請注意，在pH校準溶液中出現不穩定的信號或很長的響應時間，說明pH電極已經嚴重老化。這些現象通常與不規則的斜率和偏移量有關。

我們的一些在線數字電極還提供預測性診斷功能，表明何時必須更換電極。

如何選擇正確的pH電極

為了實現最佳的pH測量，合適的pH電極至關重要；需要重點考慮的樣品標準是：

化學成分

同質性

溫度

pH范圍

工藝應用：工藝壓力

對于某些樣品，選擇合適的pH電極尤為重要。如果液體是非水溶液、低電導率、富含蛋白質或粘性，通用型的pH電極就容易出現測量誤差。

pH電極的響應時間和準確性取決于諸多因素，在的pH值和溫度下，或在低電導率的樣品中，測量時間可能比在室溫下中性的pH值和高電導率的水溶液要長。