用戶對(duì)pH玻璃電極(也叫PH傳感器,或者PH探頭)的要求
１、低阻抗玻璃膜
２、0～14 pH范圍內(nèi)的化學(xué)腐蝕
３、不易破損
４、熱穩(wěn)定性
５、好的再現(xiàn)性
６、不易水解
７、無(wú)堿誤差
８、在0～14 pH范圍內(nèi)的線性電位值
薄膜玻璃主要由SiO2正四面體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)框架和網(wǎng)絡(luò)電荷點(diǎn)組成。其中*后一個(gè)組分可以使SiO2網(wǎng)絡(luò)鍵松動(dòng)以使單價(jià)的陽(yáng)離子易于交換。早期的薄膜玻璃一般是鈉玻璃，此種薄膜玻璃在pH10以內(nèi)都表現(xiàn)出良好的線性，而在這以上則有較大的堿誤差。如今，人們?cè)诓Ａб褐屑尤脘嚮衔铮ㄤ嚥ＡВ┦沟帽∧げＡв休^寬的pH范圍而且只有很小的堿誤差。
當(dāng)薄膜玻璃的表面被水浸濕時(shí)，其表面的堿離子便會(huì)溶出，也就是說薄膜玻璃表面被水解。取決于玻璃種類的不同，此種水解作用可使玻璃表面形成0.3～0.6nm厚的溶脹層。對(duì)于H+離子來講，此溶脹層的很象一離子交換器。隨著被測(cè)介質(zhì)pH值的變化，H+離子會(huì)擴(kuò)散進(jìn)溶脹層或從溶脹層中擴(kuò)散出來。對(duì)于薄膜玻璃的內(nèi)側(cè)來講，整個(gè)過程與上述相同，只是由于內(nèi)溶液是固定的（如pH為7的內(nèi)緩沖液），所以只是形成恒定的H+離子活度。內(nèi)側(cè)和外側(cè)的溶脹層被玻璃組織分開，同時(shí)由于玻璃膜內(nèi)外兩側(cè)不同的表面電位便在玻璃膜上建立了一個(gè)電位差。這一電位差可通過零電流法用一帶有pH刻度的mV計(jì)測(cè)量并以pH值的形式顯示出來。
此電位遵循能特斯方程，在25℃的條件下，質(zhì)子活度變化**別（一個(gè)pH）時(shí)，電位變化59.16mV。
堿－酸誤差
理論上講，對(duì)應(yīng)于所有pH值的電位曲線應(yīng)該是線性的，實(shí)際上，特征曲線的二端都有非線性的情況出現(xiàn)。
所謂的酸誤差主要是由于溶脹層中貯存的不可逆H+離子造成的。因此在大約pH小于2的范圍內(nèi)電位達(dá)不到滿足能特斯方程的電位值59.16mV/pH值過高。先進(jìn)的玻璃膜幾乎消除了此誤差。
對(duì)于堿誤差來講，其表現(xiàn)是顯示的pH值過低。其原因是由于堿離子的替代造成H+離子濃度的不足。此誤差特別出現(xiàn)在被測(cè)介質(zhì)中含有濃度鈉和鋰離子的場(chǎng)合。堿誤差可通過合適的撥配方加以減少。
一個(gè)性能優(yōu)良的電極的概念應(yīng)如下：
１、 參比系統(tǒng) Ag/AgCl
２、 穩(wěn)定的半電池電位 帶有電解質(zhì)鹽橋的參比系統(tǒng)
和抗污染的參比系
統(tǒng)
３、 隔膜 抗污染TEFLON環(huán)形隔膜
４、 能耐15bar壓力的 免維護(hù)KCl凝膠填充
免維護(hù)參比系統(tǒng)
所有上述特點(diǎn)，都在我們的電極中得到了體現(xiàn):
１、 園形的隔膜包圍住pH玻璃薄膜，形成高離子活度的中心對(duì)稱區(qū)域，使其具有錐形縫隙隔膜的優(yōu)點(diǎn)而避免了它的不足，如：由于渦流的作用、結(jié)垢和熱負(fù)載沖擊造成隔膜堵塞和大的KCl消耗。電極不用維護(hù)，參比系統(tǒng)不易堵塞。在離子缺少的介質(zhì)中通過采取KCl鹽儲(chǔ)備也能進(jìn)行很好測(cè)量。
２、 不需電解質(zhì)溶液填加孔，因此玻璃管是密封的，加之電解質(zhì)溶液的不可壓縮性，使之可應(yīng)用于再高壓力為6bar（特殊措施可達(dá)10bar）的場(chǎng)合。
３、 不同于傳統(tǒng)隔膜，對(duì)臟污不敏感。
４、 Ag/AgCl半電池具有獨(dú)立的參比管，也就是說，穩(wěn)定的半電池電位通過鹽橋與被測(cè)介質(zhì)接觸。使得半電池電位在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。
５、 凝膠內(nèi)不含銀，這樣對(duì)于含硫的被測(cè)介質(zhì)不起反應(yīng)。
６、 在空氣中承受熱沖擊和冷卻時(shí)，不象孔洞式隔膜一樣會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的氣泡。這些存在于孔洞隔膜后面的氣泡會(huì)引起參比系統(tǒng)的電絕緣。
７、 與孔洞隔膜相比，在熱沖擊下，不會(huì)有凝膠擠出。
