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玻璃電極
來源:互聯(lián)網(wǎng)

玻璃電極(glass electrode)是離子選擇性電極的一種,屬于非晶體膜電極,玻璃電極包括對H+響應(yīng)的pH值玻璃電極及對K+、Na+響應(yīng)的pK、pNa玻璃電極。玻璃電極由電極腔體(玻璃管)、內(nèi)參比溶液、內(nèi)參比電極及敏感玻璃膜組成,其關(guān)鍵部分為敏感玻璃膜。

在一支玻璃管(或某種聚合物管)的下端,焊接一特殊質(zhì)料的空心玻璃膜圓球,球內(nèi)充0.1NHC1(或一定pH值的緩沖)溶液,浸入一支Ag-AgCl電極作內(nèi)參比電極而成。使用時,將此電極浸入被測pH的溶液中,由于玻璃球內(nèi)外均與溶液接觸,且球內(nèi)溶液的PH可視為不變,故玻璃內(nèi)外層的電壓,可用來計算溶液的PH值。此電極不受被測溶液中氧化劑、還原劑的干擾和各種“毒物”的影響,使用方便,但不適用于濃堿溶液。此外因玻璃膜的電阻較高,需配以電子管或晶體管伏特計進(jìn)行測量。借助于玻璃電極專門用于測量溶液pH值的儀器,稱為PH計或酸度計。

工作原理

玻璃電極的主要部分是一個玻璃泡,泡的下半部是對H+有選擇性響應(yīng)的玻璃薄膜,泡內(nèi)裝有pH一定的的內(nèi)參比溶液,其中插入一支電極作為內(nèi)參比電極,這樣就構(gòu)成了玻璃電極。玻璃電極中內(nèi)參比電極的電位是恒定的,與待測溶液的pH無關(guān)。玻璃電極之所以能測定溶液pH,是由于玻璃膜產(chǎn)生的膜電位與待測溶液pH有關(guān)。玻璃電極在使用前必須在水溶液中浸泡一定時間。使玻璃膜的外表面形成了水合硅膠層,由于內(nèi)參比溶液的作用,玻璃的內(nèi)表面同樣也形成了內(nèi)水和硅膠層。當(dāng)浸泡好的玻璃電極浸入待測溶液時,水合層與溶液接觸,由于硅膠層表面和溶液的活度不同,形成活度差,H+便從活度大的一方向活度小的一方遷移,硅膠層與溶液中的建立了平衡,改變了膠-液兩相界面的電荷分布,產(chǎn)生一定的相界電位。同理,在玻璃膜內(nèi)側(cè)水合硅膠層-內(nèi)部溶液界面也存在一定的相界電位。

其相界電位可用下式表示:; 式中、分別表示外部溶液和內(nèi)參比溶液的活度; 、分別表示玻璃膜外、內(nèi)水合硅膠層表面的活度;、分別為由玻璃膜外、內(nèi)表面性質(zhì)決定的常數(shù)。因為玻璃膜內(nèi)外表面性質(zhì)基本相同,所以,又因為水合硅膠層表面的都被所代替,故,因此,由于內(nèi)參比溶液活度 是一定值故:試,說明在一定的溫度下玻璃電極的膜電位與試液的pH呈直線關(guān)系。

使用方法維護(hù)

PH玻璃電極的檢查

(1)把PH玻璃電極與參比電極放入pH7.00的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中,當(dāng)參比電極用甘汞電極時毫伏讀數(shù)應(yīng)為毫伏;用電極作參比電極時,讀數(shù)應(yīng)為毫伏;

(2)放入pH4.00的緩沖溶液中,讀數(shù)應(yīng)大于160毫伏;

(3)以玻璃電極為指示電極,甘汞電極為參比電極時,在25攝氏度pH值變化1個單位,其電壓的變化為59毫伏。

(4)如果讀數(shù)與上述范圍不符,應(yīng)進(jìn)行清洗;

PH玻璃電極的使用

(1)使用新PH電極要進(jìn)行調(diào)整,放在蒸餾水中浸泡一段時間,以便形成良好的水合層;浸泡時間與玻璃組成、薄膜厚度有關(guān),一般新制電極及玻璃電導(dǎo)率低、薄膜較厚的電極浸泡時間以24小時為宜;反之浸泡時間可短些。最近生產(chǎn)的玻璃電極包括E—201—C型、65—1Q型復(fù)合電極,因玻璃質(zhì)量與制作工藝的提高,其說明書上都注明初用或久置不用的電極,使用時只需在3N的氯化鉀溶液或去離子水中浸泡2—10小時即可;

(2)測定某溶液之后,要認(rèn)真沖洗,并吸干水珠,再測定下一個樣品;

(3)測定時玻璃電極的球泡應(yīng)全部浸在溶液中,使它稍高于甘汞電極的陶瓷芯端。

(4)測定時應(yīng)用磁力攪拌器以適宜的速度攪拌,攪拌的速度不宜過快,否則易產(chǎn)生氣泡附在電極上,造成讀數(shù)不穩(wěn);

(5)測定有油污的樣品,特別是有浮油的樣品,用后要用或丙酮清洗干凈,之后需用1.2mol/L鹽酸沖洗,再用蒸餾水沖洗,在蒸餾水中浸泡平衡一晝夜再使用;

(6)測定渾濁液之后要及時用蒸餾水沖洗干凈不應(yīng)留有雜物;

(7)測定乳化狀物的溶液后,要及時用洗滌劑和蒸餾水清洗電極,然后浸泡在蒸餾水中;

(8)玻璃電極的內(nèi)電極與球泡之間不能存在氣泡,若有氣泡可輕甩點(diǎn)即讓氣泡逸出。

PH玻璃電極的維護(hù)

(1)如果電極上粘有油污,可用浸有或丙的棉花輕擦。然后放入0.1mol/L溶液中浸洗12小時,再用蒸餾水反復(fù)沖洗;

(2)平時常用的PH電極,短期內(nèi)放在PH4.00緩沖溶液中或浸泡在蒸餾水中即可。長期存放,用PH7.00緩沖溶液或套上橡皮帽放在盒中。

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)