电极培训资料.ppt

武汉能世分析传感器有限公司;理论部分 产品部分 常见问题;理论知识;1 pH测量 1.1基础知识 1.2测量原理 1.2.1能斯特（Nernst）方程 1.2.2 pH测量系统 1.3测量因素 1.4隔膜 1.5温度影响与温度补偿 1.6电极寿命 1.7校准 2 pH电极使用说明 2.1贮藏 2.2清洗 3 pH电极选型 3.1电极的种类 3.2插头与电缆;电导电极;1 氧的几种形态 2 溶氧的运用 3 氧气的分压 4 氧气的浓度 5 DO传感器测量pO2 6 警告 7 传感器电流信号 8 氧气的减少 9 Clark传感器理论 10 Clark传感器电流 11 响应时间 12 膜的比较 13 温度系数 14 氧电极常见问题解答;1 pH测量; 常温（25℃）时，在中性溶液里，pH值等于7；在酸性溶液里pH值 小于7，；在碱性溶液里pH值大于7。溶液的酸性越强，pH值越小；溶液 的碱性越强，pH值越大，如下表1.1所示。 表1.1 pH与浓度的关系 ;1.2测量原理 1.2.1 能斯特（Nernst）方程 测量溶液的pH值的方法很多，可用酸碱指示剂，pH试纸，pH计。 精确方法是采用pH计，即电位分析法进行pH值测量。 其测量原理是能斯特（Nernst）方程： E 电位 E0 电极的标准电位 R 气体常数（8.31439 J×mol-1×K-1） T 绝对温度（20℃=273+20=293K） F 法拉弟常数（96.5kC·mol-1） n 被测离子的化合价（H=1） am 离子的活度+ ; pH电极由对氢离子敏感的测量电极和参比电极组成。当溶液中的 氢离子浓度变化时，测量电极与参比电极之间的电位会相应变化，根据 能斯特方程，可知： 式中R、F为常数，则△U与pH的关系随温度变化而变化，在25℃ 时，即T=273+25=298K,得△U=0.05916pH,每变化一个pH，电位变化 59.16mV。表1.2是各种温度下相对应的电位差。 ;表1.2温度与电位差的关系;1.2.2 pH测量系统 一个基本的pH测量系统由以下三部分组成： 测量电极：pH敏感电极 参比电极 高阻抗pH表;1.2.2.1测量电极 1.2.2.1.1玻璃电极 玻璃电极是由耐强碱溶液的玻璃杆组成，它的电阻比玻璃膜高几倍。玻璃电极的pH敏感部分通常是做圆形电极头，即玻璃膜。它是由对氢离子敏感的玻璃组成，且熔合在玻璃杆上。玻璃电极部分充满了缓冲溶液，一般选pH值等于7的KCl溶液。将涂上了AgCl的银丝插入玻璃里，正好向下插入内充液，做为导体电极。通过同轴pH电缆的核心部分，Ag/AgCl丝被连接到pH表的接头。;1.2.2.1.2玻璃膜 当测量电极的玻璃膜接触到水溶液时会在玻璃表面与溶液之间形成一层厚度大约为10-4mm的凝胶层。其厚度的影响因素如下：玻璃膜的性能与组成、被测溶液的温度和pH值。由于玻璃膜内侧与内充液（pH 7的溶液）接触，则在玻璃膜内侧也形成了一层凝胶层。 ; 玻璃膜两侧凝胶层中的H+与溶液中的H+不断的进行着离子交换。该离子交换过程受两侧溶液中H+浓度的影响。如果玻璃膜两侧的溶液H+浓度相同，则凝胶层中H+与溶液中H+达到平衡，此时离子交换停止。玻璃膜两侧的电势相等，电势差为0mV。如果内充液与被测溶液的H+浓度不相同，则电势差与玻璃膜两侧溶液的pH值成比例变化。为了测量玻璃膜电势，膜必须是导体。 凝胶层的组成和厚度决定了下响应时间和玻璃电极的斜率。因此，凝胶层是决定电极使用好坏的关键因素。在电极使用之间，需要浸泡24小时。;1.2.2.2参比电极 参比电极在测量系统中的作用是提供与保持一个固定的电势，因此对参比电极的要求是电势稳定、温度系数小。目前，最常用的参比电极是Ag/AgCl电极， 如图所示。;1.2.2.3复