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        技術(shù)支持
        
        
        

            
    
        
        
        
        
            
        電極/探頭/傳感器基本工作原理
        
        
        
        
        
                 
        電位分析法所用的電極被稱為原電池
          。原電池是一個系統(tǒng)
        ，它的作用是使化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)成為電能
        。此電池的電壓被稱為電動勢（EMF）
        。此電動勢（EMF）由二個半電池構(gòu)成
          。其中一個半電池稱作測量電極
          ，它的電位與特定的離子活度有關(guān)
        ；另一個半電池為參比半電池
        ，通常稱作參比電極，它一般是與測量溶液相通
        ，并且與測量儀表相連
        。
            例如，一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導(dǎo)線制成
          ，在導(dǎo)線和溶液的界面處
          ，由于金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度，便形成離子的充電過程
          ，并形成一定的電位差
          。失去電子的銀離子進(jìn)入溶液。當(dāng)沒有施加外電流進(jìn)行反充電
          ，也就是說沒有電流的話
          ，這一過程*終會達(dá)到一個平衡。在這種平衡狀態(tài)下存在的電壓被稱為半電池電位或電極電位
          。
             這種（如上所述）由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱為**類電極
          。
             此電位的測量是相對一個電位與鹽溶液的成分無關(guān)的參比電極進(jìn)行的。這種具有獨立電位的參比電極也被稱為**電極
          。對于此類電極
          ，金屬導(dǎo)線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽（如：Ag/AgCl），并且插入含有此種金屬鹽陰離子的電解質(zhì)溶液中
          。此時半電池電位或電極電位的大小取決于此種陰離子的活度
        。
             此二種電極之間的電壓遵循能斯特（NERNST）公式：
             
        E=
        E0+
        R·T
        ·1n a Me
        n·F
        式中：E——電位
                E0——電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓
              R——氣體常數(shù)（8.31439焦耳/摩爾和℃）
             T——開氏**溫度（例：20℃=273+293開爾文）
             F——法拉弟常數(shù)（96493庫侖/當(dāng)量）
             n——被測離子的化合價（銀=1，氫=1）
             aMe——離子的活度
             標(biāo)準(zhǔn)氫電極是所有電位測量的參比點
        。標(biāo)準(zhǔn)氫電極是一根鉑絲
        ，用電解的方法鍍（涂覆）上氯化鉑，并且在四周充入氫氣（固定壓力為1013hpa）構(gòu)成的
        。
             將此電極浸入在25℃時H3O+離子含量為1mol/l溶液中
        ，便形成電化學(xué)中所有電位測量所參照的半電池電位或電極電位。其中氫電極做為參比電極在實踐中很難實現(xiàn)
        ，于是使用**類電極做為參比電極
        。其中*常用的便是銀/氯化銀電極。該電極通過溶解的AgCl對于氯離子濃度的變化起反應(yīng)
        。
              此參比電極的電極電位通過飽和的kcl貯池（如：3mol/lkcl）來實現(xiàn)恒定
        。液體或凝膠形式的電解質(zhì)溶液通過隔膜與被測溶液相連通。
             利用上述的電極組合——銀電極和Ag/AgCl參比電極可以測量膠片沖洗液中的銀離子含量
        。也可以將銀電極換成鉑或金電極進(jìn)行氧化還原電位的測量
        。例如：某種金屬離子的氧化階段
        。
             *熟悉也是*常用的PH指示電極是玻璃電極
        。它是一支端部吹制上對于pH敏感的玻璃膜的玻璃管
        。管內(nèi)充填有含飽和AgCl的3mol/lkcl緩沖溶液，其pH值為7
        。存在于玻璃膜二面的反映PH值的電位差用Ag/AgCl傳導(dǎo)系統(tǒng)
        ，如**電極，導(dǎo)出
        。
              此電位差同樣遵循能斯特公式：
        E=
        E0+
        R·T
        ·1n a H3O+
        n·F
                                         E=59.16mv/25℃ per pH
           式中R和F為常數(shù)
        ，n為化合價，每種離子都有其固定的值
        。對于氫離子來講
        ，n=1。
           溫度“T”做為變量
        ，在能斯特公式中起很大作用
        。隨著溫度的上升，電位值將隨之增大
        。對于每1℃的溫度變大
        ，將引起電位0.2 mv/ perpH變化。用pH值來表示
        ，則每1℃每1pH變化0.0033pH值
        。
           這也就是說：對于20～30℃之間和7pH左右的測量來講，不需要對溫度變化進(jìn)行補償
        ；而對于溫度＞30℃或＜20℃和pH值＞8pH或6pH的應(yīng)用場合則必須對溫度變化進(jìn)行補償
        。
            圖1：pH值－電位－離子濃度之間的關(guān)系
            0   1  2    3   4   5   6   7   8    9  10    11  12    13 14      OH離子
            14  13    12 11    10  9   8   7   6   5    4  3   2    1   0      H  離子
           
            0   1  2    3   4   5   6   7   8    9  10    11  12    13 14      pH
           
        `   +414.4????　????　????　????　????　????+.59.2 0-59.2????????????　????　????　????　????　????-414.4    mv/25℃
        
        
        
    
        

        
        
    
        

        




        
    
        
        
            
            
        
        
    
        

        



        
        
          
        
    
    

        		 	


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