梅特勒.托利多 PH电极工作原理

什么是pH电极？

pH电极，也叫探头或传感器，是一种重要的工具，可以让用户确定溶液的碱度或酸度。末端的玻璃膜对H+离子敏感。此外，我们的许多pH电极还提供氧化还原测量功能。

pH电极是如何工作的？

玻璃膜的外侧在遇到水溶液时形成一个凝胶层。在玻璃膜的内侧也会形成一个类似的凝胶层，因为电极内充满了电解质水溶液。凝胶层内和周围的H+离子可以根据pH值扩散到该层或从该层扩散出去。因此，溶液的H+离子浓度被测量。如果溶液是碱性的，H+离子就会扩散出该层，并且在膜的外侧建立一个负电荷。由于玻璃电极内部有一个pH值恒定的缓冲器，在测量过程中，膜内表面的电位保持不变。因此，pH电极的电位是膜的内部和外部电荷之差。

为什么使用pH电极测量pH时需要参比电极？

参比电极的目的是提供一个确定的稳定的参比电位，并以此来测量pH电极的电位。为了做到这一点，参比电极需要由玻璃制成，对溶液中的H+离子不敏感。它还必须对它所浸入的样品环境开放。为了做到这一点，在参比电极的轴上开了一个口子或结点，内部溶液或参比电解质可以通过这个口子流到样品中。参比电极和pH电极（半电池）必须在同一溶液中才能进行正确的测量。

测量pH值时使用哪种参比电极？

目前有几种参比系统。其中包括银/氯化银、碘/碘化物和汞/白炭黑系统，以及一些改编的系统。然而，银/氯化银系统在现代pH测量中几乎总是被使用。这种参比系统的电位是由参比电解质和银/氯化银参比元素决定的。重要的是，参比电解质具有较高的离子浓度，从而带来低电阻。

什么是复合式pH电极？

在复合式电极中，pH电极（玻璃电极）和参比电极以两个同心管/腔的形式构成。pH电极包裹着参比电极，它们通过一个陶瓷连接点相互连接。这两个电极虽然结合在一起，但功能是分开的。区别是便于处理一个电极，而不是两个。

人们还可以将温度电极与pH电极和参比电极放在同一个整体中。这样就可以进行温度的测量。这样的电极被称为3合1电极。

储存pH电极的正确方法是什么？

所有的用户手册都提供了有关短期和长期pH电极储存的必要信息。

始终如此，在短期和长期储存中都要放在参比电解液中。这样可以在需要时立即使用pH电极，并确保反应时间短。

有时，在两次测量之间将电极放在pH4和7的缓冲液中，可以保持电极敏感膜的水分。

从不使用去离子水保存电极，因为这将耗尽富含离子的参比电解质。另外，不要将电极干燥保存，因为这将损坏电极敏感膜，导致pH电极的反应时间延长。当长期干燥储存pH电极时，许多pH电极在安装前必须通过浸泡几个小时来重新激活，以便获得最佳的测量结果。如果这些措施还不够，可以用特殊的电极再生液处理电极，然后再在参比电解质中进行调理，使其发挥作用。

一个pH电极的正常使用寿命是多少？

当按照建议使用和储存pH电极时，其预期寿命为1-3年。然而，有一些因素会降低pH电极的使用寿命。其中之一是用于测量高温或强碱性的样品。其他因素可能是由于不正确的储存而造成的机械损坏。另外，如果储存液耗光导致电极干燥保存或因高温储存、冷冻或其他原因而泄漏，探头的寿命可能会大大减少。

如何检测pH电极何时必须更换？

校准的斜率和漂移是衡量pH电极质量的良好指标。当这些数值超过一定限度时，可以认为pH电极已经到达使用寿命。斜率的下限和上限为85%和105%，偏移量为-35 mV和35 mV。此外，请注意，在pH校准溶液中出现不稳定的信号或很长的响应时间，说明pH电极已经严重老化。这些现象通常与不规则的斜率和偏移量有关。

我们的一些在线数字电极还提供预测性诊断功能，表明何时必须更换电极。

如何选择正确的pH电极

为了实现最佳的pH测量，合适的pH电极至关重要；需要重点考虑的样品标准是：

化学成分

同质性

温度

pH范围

工艺应用：工艺压力

对于某些样品，选择合适的pH电极尤为重要。如果液体是非水溶液、低电导率、富含蛋白质或粘性，通用型的pH电极就容易出现测量误差。

pH电极的响应时间和准确性取决于诸多因素，在的pH值和温度下，或在低电导率的样品中，测量时间可能比在室温下中性的pH值和高电导率的水溶液要长。