技術(shù)文章
Technical articles 一、溫度對電極的影響
溫度對玻璃電極的影響
1.由原電池電動勢表達(dá)式可以看出,電極電位與溶液溫度成正比。在電極標(biāo)定使用溫度范圍內(nèi),一般可以通過溫度電極(pt100或pt1000)在轉(zhuǎn)換器反饋電路中加以補(bǔ)償。
2.玻璃電極有很高的內(nèi)阻(工業(yè)用玻璃電極電阻一般小于500MΩ),其大小不僅與玻璃膜的成分和厚度有關(guān),同時與溫度有關(guān)(成指數(shù)關(guān)系,溫度每降低10℃,阻值約增大1倍)。
3.高溫下會促使敏感玻璃膜表面水化層中的可溶部分溶解,影響電極電位,導(dǎo)致電極老化。其老化周期取決于介質(zhì)成分及溫度,相同介質(zhì)中,假設(shè)25℃下活性周期為100%,80℃下則為20%,而120℃下僅有5%。
溫度對參比電極的影響
1.在環(huán)境溫度較高的情況下,流式可充式參比電極內(nèi)部(充滿飽和KCl溶液)常會有KCl結(jié)晶析出,造成參比電極液接電位不穩(wěn)定;同時,結(jié)晶可能堵塞電極底部陶瓷塞,致使電解液不能滲出到測量溶液中而阻斷電通路。
2.甘汞電極易受溫度變化影響,應(yīng)避免應(yīng)用于高溫或溫度波動較大的介質(zhì),而銀-氯化銀電極工作溫度可以高得多,具有較高的穩(wěn)定性。
二、流式參比電極微滲壓的影響
參比電極底部的陶瓷塞在電通路上產(chǎn)生一個中間阻抗,當(dāng)此阻抗大于0.1MΩ時,會導(dǎo)致參比電極電位不穩(wěn)定或漂移。非常污濁的介質(zhì)污染電極表面,會阻塞陶瓷塞。
對于流式參比電極,電通道的形成依靠電極內(nèi)電解液的微滲壓,使電解液滲入測量溶液。當(dāng)介質(zhì)壓力或濃度較高以及補(bǔ)液通道不暢,或有氣泡存在等情況時,都可能阻礙電解液的外滲,增大電通路中間阻抗,如果介質(zhì)反滲入電極,則污染鹽橋,甚至可能與電解液或內(nèi)電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(例如:AgCl+硫化物→Ag2S)而使電極中毒。
三、溶液酸堿度對電極的影響
玻璃電極在pH2~pH9以外不具備良好的線性關(guān)系,在強(qiáng)酸性溶液中易形成大量水合氫離子H3+O,使到達(dá)電極表面的H+數(shù)目相對減少,pH值增大。在強(qiáng)堿介質(zhì)中的Na+也會參加溶液中的H+與電極水化層上的H+的交換過程,導(dǎo)致玻璃電極電位升高,pH值偏低。
另外,在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中,敏感玻璃膜中堿性物質(zhì)(主要為一價陽離子)損失,使水化層受到破壞,會引起電極中毒。可選用抗酸性電極,其制造過程中采用的特殊工藝措施(特別的添加離子配方),增強(qiáng)了玻璃膜抗酸中毒能力,同時其電極零電位對應(yīng)pH0=2,從而使酸性范圍內(nèi)的線性得到校正。
四、敏感玻璃膜的活性
當(dāng)玻璃電極內(nèi)溶液pH值與外溶液pH值相等時,玻璃膜兩邊電位差應(yīng)為零,但實(shí)際上存在一不對稱電位Ea,其大小與玻璃的組成、厚度及制作條件有關(guān)。將玻璃電極在蒸餾水或酸性溶液(0.1N稀鹽酸)中浸泡24h后,玻璃膜表面會形成一層水化層,從而使Ea大大降低,此時電極處于活性狀態(tài)。相對應(yīng)的,稱Ea較大時為電極老化。為了使測量準(zhǔn)確,玻璃電極使用前應(yīng)活化,使用中也必須定期活化。
五、信號電纜對地阻抗
由于電極產(chǎn)生的電動勢E范圍很小(每個pH對應(yīng)60mV),要想保證測量精度,就必須使測量系統(tǒng)內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原電池內(nèi)阻。玻璃電極內(nèi)阻在20℃時高達(dá)100MΩ,轉(zhuǎn)換器輸入阻抗可達(dá)1012Ω,連接電極與測量系統(tǒng)的同軸電纜也是高阻抗的(大于107Ω)。若電纜連接插頭上被污染或進(jìn)水、電纜被腐蝕或破損導(dǎo)致阻抗降低,將使信號在傳遞過程中被短路,從而不能正確測量。
六、環(huán)境磁場干擾
由于玻璃電極的電阻特別大,微小的電磁感應(yīng)都會造成一個電壓降而附加到E上,造成測量誤差。