pH玻璃電極的要求

１、低阻抗玻璃膜

２、0～14 pH范圍內(nèi)的化學(xué)腐蝕

３、不易破損

４、熱穩(wěn)定性

５、好的再現(xiàn)性

６、不易水解

７、無堿誤差

８、在0～14 pH范圍內(nèi)的線性電位值

薄膜玻璃主要由SiO₂正四面體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)框架和網(wǎng)絡(luò)電荷點(diǎn)組成。其中zui后一個(gè)組分可以使SiO₂網(wǎng)絡(luò)鍵松動(dòng)以使單價(jià)的陽離子易于交換。早期的薄膜玻璃一般是鈉玻璃，此種薄膜玻璃在pH10以內(nèi)都表現(xiàn)出良好的線性，而在這以上則有較大的堿誤差。如今，人們在玻璃液中加入鋰化合物（鋰玻璃）使得薄膜玻璃有較寬的pH范圍而且只有很小的堿誤差。

當(dāng)薄膜玻璃的表面被水浸濕時(shí)，其表面的堿離子便會溶出，也就是說薄膜玻璃表面被水解。取決于玻璃種類的不同，此種水解作用可使玻璃表面形成0.3～0.6nm厚的溶脹層。對于H⁺離子來講，此溶脹層的很象一離子交換器。隨著被測介質(zhì)pH值的變化，H⁺離子會擴(kuò)散進(jìn)溶脹層或從溶脹層中擴(kuò)散出來。對于薄膜玻璃的內(nèi)側(cè)來講，整個(gè)過程與上述相同，只是由于內(nèi)溶液是固定的（如pH為7的內(nèi)緩沖液），所以只是形成恒定的H⁺離子活度。內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溶脹層被玻璃組織分開，同時(shí)由于玻璃膜內(nèi)外兩側(cè)不同的表面電位便在玻璃膜上建立了一個(gè)電位差。這一電位差可通過零電流法用一帶有pH刻度的mV計(jì)測量并以pH值的形式顯示出來。

此電位遵循能特斯方程，在25℃的條件下，質(zhì)子活度變化一級別（一個(gè)pH）時(shí)，電位變化59.16mV。

  理論上講，對應(yīng)于所有pH值的電位曲線應(yīng)該是線性的，實(shí)際上，特征曲線的二端都有非線性的情況出現(xiàn)。

    所謂的酸誤差主要是由于溶脹層中貯存的不可逆H⁺離子造成的。因此在大約pH小于2的范圍內(nèi)電位達(dá)不到滿足能特斯方程的電位值59.16mV/pH值過高。先進(jìn)的玻璃膜幾乎消除了此誤差。

    對于堿誤差來講，其表現(xiàn)是顯示的pH值過低。其原因是由于堿離子的替代造成H⁺離子濃度的不足。此誤差特別出現(xiàn)在被測介質(zhì)中含有濃度鈉和鋰離子的場合。堿誤差可通過合適的撥配方加以減少。

       一個(gè)性能優(yōu)良的電極的概念應(yīng)如下：

１、              參比系統(tǒng)                                          Ag/AgCl

２、              穩(wěn)定的半電池電位                            帶有電解質(zhì)鹽橋的參比系統(tǒng)

和抗污染的參比系

統(tǒng)

３、              隔膜                                                 抗污染TEFLON環(huán)形隔膜

４、              能耐15bar壓力的                             免維護(hù)KCl凝膠填充

免維護(hù)參比系統(tǒng)

所有上述特點(diǎn)，都在我們的電極中得到了體現(xiàn)。

１、              園形的隔膜包圍住pH玻璃薄膜，形成高離子活度的中心對稱區(qū)域，使其具有錐形縫隙隔膜的優(yōu)點(diǎn)而避免了它的不足，如：由于渦流的作用、結(jié)垢和熱負(fù)載沖擊造成隔膜堵塞和大的KCl消耗。電極不用維護(hù)，參比系統(tǒng)不易堵塞。在離子缺少的介質(zhì)中通過采取KCl鹽儲備也能進(jìn)行很好測量。

２、              不需電解質(zhì)溶液填加孔，因此玻璃管是密封的，加之電解質(zhì)溶液的不可壓縮性，使之可應(yīng)用于再高壓力為6bar（特殊措施可達(dá)10 bar）的場合。

３、              不同于傳統(tǒng)隔膜，對臟污不敏感。

４、              Ag/AgCl半電池具有獨(dú)立的參比管，也就是說，穩(wěn)定的半電池電位通過鹽橋與被測介質(zhì)接觸。使得半電池電位在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。

５、              凝膠內(nèi)不含銀，這樣對于含硫的被測介質(zhì)不起反應(yīng)。

６、              在空氣中承受熱沖擊和冷卻時(shí)，不象孔洞式隔膜一樣會產(chǎn)生連續(xù)的氣泡。這些存在于孔洞隔膜后面的氣泡會引起參比系統(tǒng)的電絕緣。

７、              與孔洞隔膜相比，在熱沖擊下，不會有凝膠擠出。