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PH電極的構(gòu)造分析
更新時間:2013-07-22   點擊次數(shù):7534次
  PH電極使用前,必須在水溶液中浸泡,使之生成一個三層結(jié)構(gòu),即中間的干玻璃層和兩邊的水化硅膠層。浸泡后的玻璃膜示意圖:
  水化硅膠層具有界面,構(gòu)成單獨的一相,厚度一般為0.01~10μm。在水化層,玻璃上的Na+與H+發(fā)生離子交換而產(chǎn)生相界電位,也即道南電位。
  水化層表面可視作陽離子交換劑。溶液中H+經(jīng)水化層擴散至干玻璃層,干玻璃層的陽離子向外擴散以補償溶出的離子,離子的相對移動產(chǎn)生擴散電位。兩者之和構(gòu)成膜電位。
  將浸泡后的玻璃電極放入待測溶液,水合硅膠層表面與溶液中的H+活度不同,形成活度差,H+由活度大的一方向活度小的一方遷移,平衡時:
  H+溶液==H+硅膠
  E內(nèi)=k1+0.059lg(a2/a2’)
  E外=k2+0.059lg(a1/a1’)
  a1、a2分別表示外部試液和電極內(nèi)參比溶液的H+活度;
  a’1、a’2分別表示玻璃膜外、內(nèi)水合硅膠層表面的H+活度;
  k1、k2則是由玻璃膜外、內(nèi)表面性質(zhì)決定的常數(shù)。
  由于PH電極玻璃膜內(nèi)、外表面的性質(zhì)基本相同,則k1=k2,a’1=a’2
  E膜=E外-E內(nèi)=0.059lg(a1/a2)
  由于內(nèi)參比溶液中的H+活度(a2)是固定的,則:
  E膜=K′+0.059lga1=K′-0.059pH試液
  PH電極用電位法測定溶液的pH值時,E電池=K+0.059pH。由于K是無法測量的,我們可以利用在相同條件下測pH值與之相近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液Es=K+0.592pH,再通過兩式來消除K,從而求得pHx=pHs+(Es-Ex)/0.0592V
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