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PH电极的性能

sensorex  发表于 2008/4/25 8:43:39      923 查看 2 回复  [上一主题]  [下一主题]

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PH电极的性能


常规性能


这一文章的目的是关于该如何评估新的或使用过的pH电极的性能。 也讨论一些 能影响pH电极性能的因素。 美国神瑞sensorex优质PH电极(http://www.sensor17.com010-67509305


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理论上, 当放在 7.00缓冲溶液中,而温度在25度之内, 一个pH 电极产生0毫伏值,pH 表读做7.00 pH 这些完美的读数和电极的实际读数之间的不同叫做补偿误差。 一个完美的pH 电极, 25度时,每一pH 单位生产 59.12mV 此时在这完美的读数之间和电极实际读数之间的不同叫做标尺误差。 这些理论上的值不总是被达到, 即使是全新的电极。 新的pH 电极的性能规格应该满足下列标准:


补偿: 7.00 +/- 0.2 pH (+/- 12mV)


标尺: 好于理论的 95% ; 例如在 56.2 59.2 mV 之间


正常的性能


电极使用时,将会在这些新的电极表现一些变化。 补偿将会改变而且标尺错误将会增加; 例如,标尺将会变得比较短。 藉由使用校准控制,这些错误能被修正。如果一个电极能够被校正,而且它是稳定而可响应的, 它仍然是一个可以使用电极即使它不再和 " 新的 " 电极性能指标相同。


 稍后在此论文中描述, 当它变老的时候,电极的响应时间变得比较长。 即使电极能被校正,迟缓的响应能 


限制它的寿命。同时 ,特定的应用情形, 较高的温度, 举例来说,将会导致电极有较短的使用寿命。


 


响应速度


电极的响应速度被一些事物影响; 主要地,pH玻璃测量电极的阻抗 (电阻) 。使用的pH玻璃的类型,大小、形状和它的表面的厚度决定阻抗特性。 当选择pH电极的时候需要折中考虑。 下述为三种长江型号的比较。


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                SPHERICAL BULB           HEMI-SPHERICAL BULB             FLAT pH GLASS


一个球形(spherical bulb的玻璃泡在少于一秒中将会得到 95% 响应。 它有较低的阻抗和快速的响应速度,但是相对地易碎的。


一个半球形(hemi-spherical bulb)的玻璃泡是横梁形状机械结构, 结果,它有一个较高的阻抗和稍稍比较慢的响应。 这种形状时常被用于完全暴露的情形。


包被可以表现为一个较慢的响应速度问题, 因此使用过的PH玻璃,测量表面在假定电极不再使用之前应该被清洁。 通常,可以使用能够溶解包被但是不伤害电极的溶剂来清洁电极。电极表面不能打磨,当擦拭时,总是使用清洁,柔软的布或纸。


温度的影响


当测定除了25度之外的样品时,先前讨论的阻抗议题也是一个重要因素。因为每 10度降低的变化,玻璃阻抗增加大约 2.5 倍。因此相对一个平表面的电极,一个球的电极 (有低的阻抗) 将会提供较好的响应速度,在较低的温度时。


提高电极的使用温度,和在常温下使用比较,将会导致pH电极经历较短有效期。 高的温度加速pH玻璃天然老化和化学攻击。


高或低的 pH 测量


非常强的酸或者腐蚀性溶液会减速PH电极的老化,一些溶液会蚀刻PH玻璃表面。


低离子强度的PH测量


相对于标准的pH 测量,低离子强度或者低电导率的pH 测量可能会产生几个问题,典型的困难如下:


响应慢或者漂移的读数
读数重复性差
过早的电极实效


设计的特别电极,被应用于低离子强度,它们的特点:


参考接界(一种多孔材料,用于接触样品)是由多孔聚乙烯制作而成,因此接触样品的接界具有非常大的表面积。


参考接界环绕在外周,防止产生虚假电势。


内置参考电极是双接界设计,内池包含高盐溶液 (3.5M 或更高) ,因此产生稳定的输出。外池充满0.1M KCl,通过多孔渗水接界和样品接触。


vs. 双接界参考


对于很多应用,单接界是稳定的。然而,如果 样品包含蛋白质,硫化物、重金属或其他可以和银离子反应的物质,可能会产生不希望的反应。这种反应可能会产生错误的参考信号。并且缩短接界的寿命。


双接界参考设计会提高保护。当不能确定样品时,应当使用双接界设计。


储存/保存期


由于 pH电极有有限的寿命。 重要的是保持手上有一个备用的电极。任何备用电极的重要特性就是当需要的时候,能够立即工作。提供电极储存瓶的PH电极可以达到这一目的。电极储存瓶中的溶液可以使电极立即工作,并可以长期储存,而不至于PH玻璃和接界干涸脱水。


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