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离子选择电极基本结构原理分析

2023-11-02 14:12:36

一般常用电极结构: 

钠电极特点:钠电极是一种玻璃毛细管电极用来测定液体样本中的钠离子浓度,主要结构: 

电极套:透明塑料。 

测量毛细管:钠敏感玻璃。 

电极室 :密封的,内充满钠电极液。 

电极芯:Ag、Agcl 

钾电极特点:钾电极是一种膜电板,也是用来测量样本中的钾离子浓度。 

主要结构: 

电极套:透明塑料。 

测量毛细管:钾离子敏感膜。 

电极室:密封的,内充满K+液。 

电极芯:Ag/Agcl 

氯电极特点:氯电极也是一种膜电极,用来测量样本中的Cl离子浓度。 

主要结构: 

电极套:透明塑料。 

测量毛细管:Cl离子敏感膜。 

电极室:密封的且充有Cl-液。 

电极芯:Ag/Agcl 

参比电极特点:参比电极是连接样本和信号地的一个装置。 

主要结构:  

参比电极由两部分组成:  参比电极套和参比电极芯。参比电极套中的参比液在以参比电极芯与样本之间形成一个盐桥,每次测量开始时,参比液被注入参比电极套中,同时有一小部分参比液由玻璃毛细管中渗入测量室 ,从而在样本和参比电极芯之间形成盐桥,参比电极芯在电信号地和参比液之间形成回路。

测量过程:

离子选择式电极,电极内含有已知离子浓度的电极液,通过离子选择电极膜与样本中相应离子相互渗透,从而在膜的两边产生膜电位,样本中离子浓度不用,产生的电位信号的大小也不同,通过测量电位信号大小就可以测知样本中离子的浓度。 

电极内液与样本之间的离子浓度差使电极膜产生电化学电位,这个电位可由电极取出,输往放大器的输入端,放大器的另一个输入端与参比电极连接并接地,电极电压可进一步放大。形成电压差,决定着被测样本的离子浓度。

 电极溶液中被测离子接触电极时,在离子选择电极膜基质的含水层内发生离子迁移。迁移离子的电荷改变存在着电势,因而使膜面间的电位发生变化;在测量电极与参比电极间产生一个电位差。理想的离子选择性电极对溶液中所要测定的离子产生的电位差,应符合能斯特(Nernst)方程: 

E=E0+ log10a(x) 

E:测得的电位 

E0:标准电极电位(常数) 

R:气体常数 

Z:离子价 

F:法拉第常数 

a(x):离子的活度 

可见测得的电极电位和“X”离子的活度的对数成比例,当活度系数保持恒定时,电极电位与离子浓度(C)的对数也成比例,以此来求出溶液中离子的活度或浓度。 

目前生产钠钾氯离子电极分析仪的厂家很多,但所用的电极基本相同,钠多采用硅酸锂铝玻璃电极膜制成,寿命较长,钾电极多采用结页氨霉素膜制成。 

离子选择性电极分析仪内的主要组成部分Na+、K+、Cl-电极都有规定的寿命,需要定期更换。一般情况下,经多次保养电极,且确保管道畅通,多次定标仍不能通过的电极,就需更换此电极。 

观察这些报损的电极,发现其报损的原因是电极内的电极液面低于银针面。在测量样本时,测得的电位差无法通过银针传送给参比电极,以做下一步的放大及测定。


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