玻璃 pH 电极作为一种广泛应用于化学分析、生物医学等众多领域的重要电化学传感器,其结构组成对于理解其工作原理和性能表现至关重要。玻璃 pH 电极主要由玻璃泡膜、绝缘管体、内部溶液和银 / 氯化银电极等部分组成,以下将对其主要构成部分——玻璃泡膜进行说明:玻璃泡膜是玻璃 pH 电极的主要部件,对溶液中氢离子(H?)具有选择性响应。其能够产生膜电位,这是电极实现对 pH 值测量的关键。当玻璃泡膜与溶液接触时,膜表面的离子会与溶液中的离子发生交换作用。由于玻璃膜对 H?具有特殊的选择性,H?能够在膜表面进行扩散和交换,而其他离子的交换则相对困难。这种离子交换过程导致膜两侧形成电位差,即膜电位。膜电位的大小与溶液中 H?的活度有关,通过能斯特方程可以建立起膜电位与 H?活度之间的定量关系,从而实现对溶液 pH 值的测量。不同组成和结构的玻璃膜对 H?的选择性、响应速度、稳定性等性能会产生重要影响。例如,在一些特殊的玻璃配方中,通过添加特定的氧化物,可以调整玻璃膜的化学组成和结构,进而改善电极的性能,如提高对 H?的选择性、降低对其他离子的干扰等。pH 电极制药行业需记录校准人、时间、斜率值,满足 GMP 追溯要求。广东石油化工用pH电极
pH电极的关键是氢离子选择性敏感膜(通常为特殊玻璃膜)。其表面水合层中的硅酸盐结构对H?具有高度选择性,当接触溶液时,膜内外的H?浓度差异引发离子交换,形成跨膜电位差,该电位差与溶液pH值呈对数关系(遵循能斯特方程),实现精确pH测量。pH电极的玻璃膜由SiO?、Na?O和CaO等成分熔融制成。膜表面的水合凝胶层(约0.1μm厚)允许H?快速渗透,而其他阳离子(如Na?、K?)因空间位阻和电荷排斥难以通过,这种离子筛分效应确保了电极对H?的选择性响应。参比电极的必要性,pH电极需搭配参比电极构成完整测量回路。参比电极(如Ag/AgCl体系)提供稳定的电势基准,与氢离子敏感膜的电位差共同构成可测信号。两者的液接界设计允许离子导电,同时避免溶液交叉污染。江苏双氧水用pH电极怎么卖pH 电极工业型可设置校准提醒周期,通过 PLC 自动触发校准程序。
氧化铱纳米线固态 pH 电极:以二氧化硅纳米孔薄膜为模板,采用电化学沉积 - 溶液刻蚀方法制备。该电极具有较宽的 pH 响应范围(pH≈0 - 13)和超高的灵敏度(235.5 mV/pH,pH≈0 - 2.5;90.1 mV/pH,pH≈2.5 - 13),解决了传统玻璃 pH 电极因酸差碱差无法测定较低 pH(pH<1)和较高 pH(pH>12)值的问题,大幅提高了 pH 检测灵敏度。而且,该固态电极可在多种环境(水溶液、有机溶剂、皮肤等)中工作,突破了传统玻璃电极受限于水溶液环境的局限。例如,利用其优异的 pH 响应特性,可将其集成于自主设计的无线、可穿戴设备中,实现运动过程中人皮肤表面 pH 值的动态、在线和实时检测。
pH电极管体长度对测值的影响:1、长管体:长管体的玻璃 pH 电极适用于需要深入到较深部位进行测量的场景,如深井中的地下水 pH 测量。较长的管体可以使电极头部到达特定深度,获取准确的测量数据。此外,长管体在一定程度上可以增加电极的稳定性,减少因外部震动等因素对测量结果的影响。2、短管体:短管体电极则更便于操作和携带,在一些现场快速检测场景中具有优势。例如在野外环境监测、工业现场的即时检测等,短管体电极能够快速部署,提高工作效率。但其由于长度较短,在一些对深度有要求的测量场景中可能无法满足需求。pH 电极支持 MODBUS 协议,兼容物联网平台,实现远程数据监控。
能斯特方程在pH电极测量中的应用:能斯特方程是描述电极电位与溶液中离子浓度之间关系的重要方程,对于 pH 电极也同样适用。其表达式为:E=E0+nF2.303RTlogaH+,其中E为电极电位,E0为标准电极电位,R为气体常数,T为定量温度,n为反应中转移的电子数,F为法拉第常数,aH+为溶液中 H?的活度。在实际应用中,由于活度系数的影响,通常使用 pH 值来表示溶液的酸碱度,pH = -log aH+。因此,能斯特方程可以改写为:E=E0+nF2.303RT(?pH)。这表明,pH 电极的电位与溶液的 pH 值呈线性关系,通过测量电极电位,就可以计算出溶液的 pH 值。需要注意的是,在实际测量中,为了准确测量 pH 值,需要对电极进行校准,以确定E0的值,并考虑温度等因素对测量结果的影响。pH 电极工业现场安装需预留维护空间,便于定期校准和更换操作。江苏高耐受性pH传感器批发
pH 电极外壳防护 IP67,不锈钢材质抗腐蚀,-20℃~120℃宽温域稳定工作。广东石油化工用pH电极
电极的敏感膜老化、制造工艺差异以及储存条件对pH电极检测氢离子浓度的影响,1、敏感膜老化:随着使用时间增加和使用次数增多,pH 电极敏感膜会逐渐老化。敏感膜表面结构变化,导致其对氢离子选择性和响应能力下降。例如玻璃电极使用一段时间后,玻璃膜表面会发生磨损、腐蚀,形成一层难以更新的凝胶层,阻碍氢离子交换,使测量准确性降低。2、制造工艺差异:即使同一型号 pH 电极,由于制造工艺微小差异,其性能也会有所不同。例如敏感膜厚度、均匀度,内部参比溶液组成、纯度等制造参数的差异,会导致电极对氢离子响应特性存在差异,影响测量准确性。2、电极储存条件:不当储存会影响 pH 电极性能。如长期干燥储存玻璃电极,会使敏感膜脱水,导致其性能劣化;储存温度过高或过低,可能影响电极内部参比溶液性质和敏感膜结构,降低检测准确性。广东石油化工用pH电极