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酸度計的工作原理及使用方法
來源:EWG1990儀器學習網 | 作者:admin | 發布時間: 2022-07-14 | 2570 次瀏覽 | 分享到:
酸度計(以下簡稱pH計)是采用氫離子選擇性電極測量液體pH值的一種廣泛使用的化學分析儀器。酸度計是用電勢法來測量pH值的,其基本原理是: 將一個連有內參比電極的可逆氫離子指示電極和一個外參比電極同時浸入到某一待測溶液中而形成原電池,在一定溫度下產生一個內外參比電極之間的電池電動勢。

1)玻璃薄膜球泡:它是由具有H+交換功能的鋰玻璃熔融吹制而成,呈球形,膜厚在0.1-0.2 mm左右,25 oC下的電阻值 < 250兆歐。

 

2)玻璃支持管:是支持電極球泡的玻璃管體,由電絕緣性優良的鉛玻璃制成,其膨脹系數與電極球泡玻璃一致。

 

3)內參比電極:多為Ag/AgCl電極或飽和甘汞電極,主要作用是提供一個穩定的參比電勢,要求其電極電勢穩定,溫度系數小。

 

4)內參比溶液:為pH值恒定的緩沖溶液或濃度較大的強酸溶液,如0.1 mol/L HCl溶液。

 

5)電極殼:電極殼是支持玻璃電極和液接界,盛放外參比溶液的殼體,通常由聚碳酸酯(PC)塑壓成型或者玻璃制成。PC塑料在有些溶劑中會溶解,如丙酮、四氯化碳、三氯乙烯、四氫呋喃等,如果測試液中含有以上溶劑,就會損壞電極外殼,此時應改用玻璃外殼的pH復合電極。

 

6)外參比電極:多為銀/氯化銀電極或飽和甘汞電極,其作用也是提供一個穩定的參比電勢,要求其電極電勢穩定,重現性好,溫度系數小。

 

7)外參比溶液:常為飽和氯化鉀溶液或KCl凝膠電解質。

 

8)液接界:液接界是外參比溶液和被測溶液之間的連接部件,要求滲透量大且穩定,通常由瓷砂芯材料構成。

 

9)電極導線:為低噪音金屬屏蔽線,內芯與內參比電極連接,屏蔽層與外參比電極連接。

 

使用復合電極之前,必須將電極中的玻璃薄膜球泡在水中浸泡,使之形成一個三層結構,即中間的干玻璃層和兩邊的“水合硅膠層”。當球狀玻璃膜的內外玻璃表面與水溶液接觸時,Na2SiO3晶體骨架中的Na+或Li2SiO3中的Li+與水溶液中的H+發生交換:

G-Na++H+  =G-H++Na+ 或 G-Li++H+ =G-H++Li+ 

因為該交換過程的平衡常數很大,因此,玻璃膜內外表面層中的Na+或Li+的位置幾乎全部被H+所取代,從而形成所謂的“水合硅膠層”。當把浸泡好的玻璃電極插入到待測溶液中時,水合硅膠層與溶液接觸,由于硅膠層表面H+活度和溶液中H+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,從而在硅膠層與溶液中建立了平衡,改變了膠 - 液兩相界面的電荷分布,產生一定的相界電勢。

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