银 / 氯化银对pH电极的应用,银 / 氯化银电极在玻璃 pH 电极中作为参比电极,为测量提供一个稳定的电位参考点。它通过与内部溶液中的氯离子(Cl?)发生电化学反应来维持一个恒定的电位。具体的反应过程为:Ag + Cl? ? AgCl + e?,这个反应的平衡电位是相对稳定的,不受待测溶液中 H?浓度的直接影响。银 / 氯化银电极通过导线与 pH 计相连,将电极电位传递给 pH 计进行测量。其电位的稳定性对于准确测量玻璃泡膜两侧的电位差至关重要,因为只有参比电极的电位稳定,才能保证测量得到的电位差准确反映出溶液中 H?活度的变化。银 / 氯化银电极的制备方法、结构以及使用环境等因素都会影响其电位的稳定性和使用寿命。在制备过程中,如果工艺控制不当,可能会导致电极表面的氯化银涂层不均匀或存在缺陷,从而影响电极的性能;在使用过程中,如果长期暴露在高温、高湿度或含有腐蚀性物质的环境中,也可能会导致电极的老化和性能下降。pH 电极测量时需避免强电磁场干扰。江苏微基智慧耐腐蚀pH传感器采购
玻璃 pH 电极作为一种广泛应用于化学分析、生物医学等众多领域的重要电化学传感器,其结构组成对于理解其工作原理和性能表现至关重要。玻璃 pH 电极主要由玻璃泡膜、绝缘管体、内部溶液和银 / 氯化银电极等部分组成,以下将对其主要构成部分——玻璃泡膜进行说明:玻璃泡膜是玻璃 pH 电极的主要部件,对溶液中氢离子(H?)具有选择性响应。其能够产生膜电位,这是电极实现对 pH 值测量的关键。当玻璃泡膜与溶液接触时,膜表面的离子会与溶液中的离子发生交换作用。由于玻璃膜对 H?具有特殊的选择性,H?能够在膜表面进行扩散和交换,而其他离子的交换则相对困难。这种离子交换过程导致膜两侧形成电位差,即膜电位。膜电位的大小与溶液中 H?的活度有关,通过能斯特方程可以建立起膜电位与 H?活度之间的定量关系,从而实现对溶液 pH 值的测量。不同组成和结构的玻璃膜对 H?的选择性、响应速度、稳定性等性能会产生重要影响。例如,在一些特殊的玻璃配方中,通过添加特定的氧化物,可以调整玻璃膜的化学组成和结构,进而改善电极的性能,如提高对 H?的选择性、降低对其他离子的干扰等。浙江pH电极量大从优pH 电极自动校准需确保溶液搅拌均匀,静止状态易产生液接界误差。
电极老化以及干扰离子对pH 电极电位电压的影响,1、电极老化:随着使用时间的增加,pH 电极的敏感膜会逐渐老化,导致其对氢离子的响应能力下降,电位漂移等问题。例如,玻璃电极的玻璃膜可能会被污染、磨损,使得膜电位的产生和响应变得不稳定,测量得到的电压信号也不准确,从而影响 pH 值的测量精度。2、干扰离子:溶液中某些干扰离子可能与 pH 电极发生反应或影响氢离子在电极表面的交换过程,进而影响电极电位。例如,在碱性溶液中,钠离子可能会与氢离子竞争在玻璃膜表面的交换位点,产生所谓的 “碱误差”,使测量得到的 pH 值比实际值偏低。
基于 IGZO 的 pH 电极:In - Ga - Zn - O(IGZO)近年来被广泛应用于 TFT 基板以替代 α - Si。在相关研究中,将 70 nm 厚的 IGZO 层直接沉积在 P 型 Si 衬底上作为传统扩展栅场效应晶体管(EGFET)的扩展栅,用作 pH 传感膜。通过在不同温度下进行沉积后退火(RTA)处理,可改善 IGZO 层的 pH 传感性能。例如,在 N?气氛中 700℃下进行 RTA 处理,在 pH 2 - 10 的应用范围内,灵敏度可从 41.5 mV/pH 提高到 53.3 mV/pH 。此外,改变 RF 溅射过程中的 Ar/O? 比例也会影响电极性能,如在 Ar/O? 气氛为 24/1 的条件下制备的 IGZO - EGFET 具有灵敏度(59.5 mV/pH)和线性度(99.7%),且在 7 个月后仍能保持较高性能(灵敏度 51.4 mV/pH,线性度 92%)。pH 电极在工业现场需加装防护罩,防止机械碰撞或物料冲击。
pH 电极对溶液中 H?具有选择性响应,关键在于其敏感膜。以常见的玻璃电极为例,敏感膜一般为特殊组成的玻璃薄膜,底部约 0.05mm 厚。这种玻璃膜内部含有特定的离子交换位点,通常是由硅氧四面体网络结构中的部分硅原子被其他金属离子(如钠离子)取代而形成。这些离子交换位点是离子交换过程发生的基础,溶液中的离子能够与膜内的离子在这些位点上进行交换。离子交换的位点对不同离子具有不同的亲和力。对于 H?而言,由于其半径小、电荷密度高,在一定条件下,能够与玻璃膜内的离子进行交换。例如,当玻璃膜与含 H?的溶液接触时,溶液中的 H?倾向于与膜内的钠离子发生交换,占据钠离子在玻璃膜内的位置。这种交换并非随意进行,而是受到离子浓度、离子电荷、离子水化半径等多种因素的影响。食品pH 电极需通过 IP67 防水认证,适应潮湿环境。江苏耐低温pH传感器品牌
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电极偏移误差和交叉敏感性对pH电极检测的影响,1、电极偏移误差:实际使用的电极并非理想状态,其真实输出会偏离零 mV,这种偏差称为电极偏移误差。它可能由电极制造工艺、老化以及溶液中杂质等多种因素引起。例如,长时间使用后,电极表面可能发生化学反应或吸附杂质,导致电极性能改变,从而产生偏移误差。为减小这种误差,需要定期对电极进行校准。2、交叉敏感性:如玻璃 pH 电极存在对其他阳离子的交叉敏感性,这会干扰氢离子的准确测量。其他类型的电极也可能存在类似问题,如受到溶液中其他离子、有机物或气体的影响,导致测量结果不准确。解决交叉敏感性问题通常需要通过优化电极材料、设计特殊的电极结构或采用化学预处理方法来降低干扰离子的影响。江苏微基智慧耐腐蚀pH传感器采购