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电极的选择与应用

2023年09月12日 11:25:31      来源:上海莱睿科学仪器有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:45

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   一、pH电极选型:
 
  1、壳体材料的选择:
 
  pH电极外壳一般采用PC塑料(聚碳酸脂)外壳和玻璃外壳二种,PC外壳耐碰撞和冲击,但适用温度<80oC。且在高碱溶液及部分介质中易受腐蚀。玻璃外壳适用温度0-150oC,除氢氟酸溶液外一般不受腐蚀,但易碰撞损坏。
 
  2、液接界的选择:
 
  液接界是沟通外参比溶液和被测溶液的连接部件,要求电势稳定及重现。一般液接界材料有纤维材质,陶瓷芯,玻璃磨口等介质,纤维材质一般用于塑壳电极中,其溶液渗出速度较快,不易堵塞;陶瓷芯耐腐蚀性好,液接界电势的稳定性及重现性均较好,可用于高温介质中,是应用zui广泛的液接界材料;玻璃磨口接界与溶液接触面积及渗出速度均较大,适用于离子强度较弱,高粘度,混浊液体或胶体溶液的测定。
 
  3、pH敏感玻璃膜的选择:
 
  pH敏感玻璃膜是由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成,一般呈球形,大部分电极均使用常规的敏感玻璃膜,但尚有用于高温介质的敏感玻璃膜,高温强酸介质的敏感玻璃膜,高温蒸气消毒(130oC)的敏感玻璃膜,以及低电阻敏感玻璃膜(用于纯水测定)等,应区别不同情况选用。
 
  4、参比电极的选择:
 
  常规均使用Ag/Agcl参比电极,但一般的Ag/Agcl参比电极在高温下易溶解,电位不稳,而毛细管结构的Ag/Agcl参比电极,则具有十分稳定的参比电位,适合在高温和长期连续测试的条件下使用。
 
  5、电极插口的选择:
 
  pH电极zui常用的插口为BNC型(亦称Q9型),除此外还有其它多种形式,主要取决于相应仪器的匹配。(本电极型号zui末一位字母即表示插口型式)。
 
  二、ORP电极选型:
 
  1、一般的选择要求:
 
  与pH电极相同(除敏感膜外)
 
  2、敏感元件的选择:
 
  ORP电极敏感元件的选择主要考虑被测介质的性质,一般黄金电极用于氧化性介质,如的氧化,亚硝酸盐的氧化,臭氧测量,氢过氧化物的测量。铂电极用于还原性介质,如铬酸盐的还原,游泳池加氯等。
 
  三、pH电极选型的五大要素
 
  1.耐温
 
  重要建议实际应用的样品温度不超过极限耐温的70~80%
 
  2.耐压
 
  电极的耐压规格是常温时的数据,对于在高温时的耐压须了解电极的详细资料。
 
  3.耐污染
 
  电极的污染主要集中在参考渗出界面,通常环形渗出界面、无液接界面的电极耐污染能力强于陶瓷渗出界面;电极的感应玻璃膜面积的大小与耐污染程度有关,面积越大,耐污染能力越强;
 
  4.耐介质反渗
 
  有些化学物质反渗进入参比系统,会造成凝胶水解、Ag/AgCl参比元中毒等状况,如H2O2、NH4、Cu2+、Fe3+、强酸等,因此,对于这些特殊应用,通常需选择耐介质反渗特性的电极。
 
  耐介质反渗的电极主要有三种类型:
 
  1、预加压电极;
 
  2、延长参比元与界面之间的距离;
 
  3、增设第二界面(双盐桥)
 
  5.耐特殊物质
 
  pH电极的感测膜以玻璃为主要成分,因此,氢氟酸腐蚀玻璃膜将不可避免地造成损坏,对于中低浓度的氢氟酸,可以选择耐HF的玻璃电极,对于较高浓度氢氟酸的样品,则可以选择:锑电极或离子场效电极等特殊电极,其度相对比较差些,且对变送器也有特殊要求,目前应用不多。
 
  四、PH电极的应用
 
  4.1标准PH值的测定
 
  实验室测定一般由常规复合PH电极来完成。
 
  通常需具备下列条件:
 
  测定范围在PH2和PH12间,温度在10℃及50℃间、离子浓度0.5和4mol/L间。而且,被测物是经过缓冲的均匀水溶液。
 
  4.2低离子浓度样品
 
  离子浓度只有或低于几个mmol的样品属于低离子型。这样样品将产生很差的导电性。在低离子样品中液接部会产生增高电阻。该传递电阻会导致参比电解液与被测溶液间的接触问题,进而引发扩散电位。而且,信号会受搅拌的影响。
 
  上诉问题可通过使用含环形接地液接部(见图1)的电极来解决,该液接部能达到参比电解液和被测溶液间的接触。
 
  图1:含环形接地液接部的复合电极。
 
  4.3半含水或者无水溶液
 
  在无水溶液(低于5%的水)中只可能测得相对PH值。半含水溶液基本上也属于低离子型。如果样品含水量高于5%,则应用PH测定的传统定义,即:所得的数值是值而非相对值。
 
  电解液与被测溶液的接触区域(液接部)通常会有相分隔,从而引起信号不稳定。而且,液接部还有沉淀的可能性。当将饱和KCL溶液用作参比溶液时很容易发生这类情况。
 
  要zui大限度的防止这种现象,必须确保电解液和被测样品间具备流动性和相容性。
 
  将含LiCL的乙醇或含LiCL的乙酸用作无水样品的参比电解液能解决上诉问题。
 
  4.4富含蛋白质的溶液
 
  当高浓度的蛋白质与KCL参比电解液接触时,它可能会在液接部处沉淀。使用专用电解液能解决这个矛盾。被蛋白质污染的液接部一般可通过几个小时侵泡电极于和HCL混合液中而得到的清洁。
 
  4.5含硫化物的溶液
 
  在使用Ag/AgCL参比系统时,参比电解液总是含有溶解银。当液接部的溶液银与测定溶液中的硫化物一接触,即有难溶的硫化银产生。硫化银阻塞液接部并使之变成黑色,这便导致缓慢及不稳定的测量信号。
 
  在使用含银离子扑捉阱的参比系统的情况下,可选用不含AgCL的电解液。受硫化物污染的连接部有时可通过电极侵泡于硫基尿素/HCL溶液中清除物硫化银。
 
  4.6含氢氟酸的溶液
 
  氢氟酸会损坏玻璃膜并且在低浓度时亦可阻碍凝胶层的形成。这会导致测量值的不稳定并缩短电极的使用寿命。氢氟酸只有在PH值低于5时才有损伤作用。
 
  当总氟离子浓度在0.2g/L(PH3;20℃)与1g/L(PH1;20℃)间。有专用电极适合这类应用。当氟离子浓度较高时必须使用锑(Sb)电极及专用参比电极。
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