第五篇 pH玻璃电极的构成及原理

・pH玻璃电极的构成

pH测量常用的玻璃电极的构成在图9中表示。电极的前端为一层玻璃薄膜,内部填充了一定浓度的盐酸溶液,盐酸溶液与内部参比电极的银氯化银电极。


图9  玻璃电极
图9 玻璃电极
 图10 pH计的基本原理
图10 pH计的基本原理


测量pH值时,玻璃电极与外部参比电极一起浸入试样溶液,并分别与pH计连接。

电池的组成可以这样书写。

 
p-difference-fig10-1.png
 


从左边开始,铜导线与外部参比的银氯化银电极连接,电极插入含氢离子的试样溶液中。试样溶液与玻璃膜的外侧接触,玻璃膜的内侧与内部溶液接触,内部溶液与内部参比电极接触, 内部参比电极与铜导线连接。左右两侧的铜导线分别与pH计连接,(如图10表示)
当两种溶液隔着玻璃薄膜相互接触时,会在玻璃薄膜中产生内外两种溶液之间的氢离子浓度差,也就是 形成了与pH 差值对应的电位差。 这样就可以使用玻璃电极进行 pH 测量。

电池两极间的电位差可以用式29 表示。
 
p-difference-eq29.png
(29)

内部溶液的氢离子活度为一定值, 内部溶液活度关联的项可以与常数项合并,用K表示(式30)。

 
p-difference-eq30.png
(30)

电池两极间的电位差就可以表示为式31.
 
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(31)

将活度系数作为常数合并后,用 K’来表示
 
p-difference-eq32.png
(32)


式中的 K’可以用标准溶液进行校正。


・玻璃膜电极的电位测量原理
玻璃膜电极的电位测量原理
玻璃膜:由硅酸(SiO2和氧化钠(Na2O)组成,溶液中的氢离子可以与钠离子发生这样的离子交换反应。

 
p-difference-eq33.png
(33)
基于离子交换反应的进行,电势会随H+ 的活度产生变化,但详细的机理尚未阐明。
在高碱性方向( H+ 浓度低),Na+ 和 K+ 对玻璃膜有反应 → 误差增加


最近更新时间 2025/06/16