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PH电极的构造分析

点击次数:4338 发布时间:2013-07-22
 
  PH电极使用前,必须在水溶液中浸泡,使之生成一个三层结构,即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层。浸泡后的玻璃膜示意图:
  水化硅胶层具有界面,构成单独的一相,厚度一般为0.01~10μm。在水化层,玻璃上的Na+与H+发生离子交换而产生相界电位,也即道南电位。
  水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化层扩散至干玻璃层,干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶出的离子,离子的相对移动产生扩散电位。两者之和构成膜电位。
  将浸泡后的玻璃电极放入待测溶液,水合硅胶层表面与溶液中的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迁移,平衡时:
  H+溶液==H+硅胶
  E内=k1+0.059lg(a2/a2’)
  E外=k2+0.059lg(a1/a1’)
  a1、a2分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+活度;
  a’1、a’2分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度;
  k1、k2则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。
  由于PH电极玻璃膜内、外表面的性质基本相同,则k1=k2,a’1=a’2
  E膜=E外-E内=0.059lg(a1/a2)
  由于内参比溶液中的H+活度(a2)是固定的,则:
  E膜=K′+0.059lga1=K′-0.059pH试液
  PH电极用电位法测定溶液的pH值时,E电池=K+0.059pH。由于K是无法测量的,我们可以利用在相同条件下测pH值与之相近的标准缓冲溶液Es=K+0.592pH,再通过两式来消除K,从而求得pHx=pHs+(Es-Ex)/0.0592V
 
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