復(fù)合PH電極是很多實(shí)驗(yàn)中常用的儀器。如細(xì)胞培養(yǎng)基的配制、各種洗脫緩沖液的配制等。然而人們很容易忽視它,只知其然不知其所以然。當(dāng)遇到測(cè)量不準(zhǔn)確時(shí),往往無(wú)從分析。下面我們來(lái)仔細(xì)說(shuō)說(shuō)PH復(fù)合PH電極的組成結(jié)構(gòu)。
將PH指示電極和參比電極組合在一起的電極就稱(chēng)PH復(fù)合PH電極。
PH指示電極是指對(duì)溶液中氫離子活度有響應(yīng),電極電位隨之而變化的電極,又稱(chēng)PH測(cè)量電極。PH指示電極有氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種,但較常用的是玻璃電極。玻璃電極是由玻璃支桿以及由特殊成分組成的對(duì)氫離子敏感的電極感應(yīng)玻璃膜和內(nèi)參比電極組成的復(fù)合型電極。玻璃膜一般呈球泡狀,球泡內(nèi)充入內(nèi)參比溶液,插入?yún)⒈入姌O(一般用銀/氯化銀電極),用電極帽封接引出電線,裝上插口,就成為一支PH指示電極。單*支PH指示電極是無(wú)法進(jìn)行測(cè)量的,它必須和(外)參比電極一起才能測(cè)量。
參比電極是指對(duì)溶液中氫離子活度無(wú)響應(yīng),具有已知和恒定的電極電位的電極。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀/氯化銀電極等幾種。較常用的是甘汞電極和銀/氯化銀電極。參比電極在測(cè)量電池中的作用是提供并保持一個(gè)固定的參比電勢(shì),因此對(duì)參比電極的要求是電勢(shì)穩(wěn)定、重現(xiàn),溫度系數(shù)小,有電流通過(guò)時(shí)極化電勢(shì)小。(應(yīng)指復(fù)合PH電極中的外參比電極)
復(fù)合PH電極的較大優(yōu)勢(shì)就是合二為一,使用方便。其組成結(jié)構(gòu)主要有內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、電極球泡、玻璃支桿、外參比電極、外參比溶液、液接界、外殼、電極帽、電極導(dǎo)線、插口等組成。如下圖(左)。圖(右)是指示電極和參比電極分開(kāi)獨(dú)立測(cè)量的簡(jiǎn)略裝置。
內(nèi)參比電極:指示電極的組成部分,一般為銀/氯化銀電極,主要作用是引出(指示電極)電極電位,要求其電位穩(wěn)定,溫度系數(shù)小。
內(nèi)參比溶液:不同的離子選擇性電極,不同的電極膜,內(nèi)參比溶液一般不同。玻璃薄膜電極膜的內(nèi)參比溶液是0.1mol/L的HCl溶液。其他如氟化鑭單晶膜電極膜的內(nèi)參比溶液是NaF-NaCl的混合液。
3)電極球泡:由具有氫功能的鋰玻璃熔融吹制而成,呈球形,分布于玻璃支桿的內(nèi)外,膜厚在0.1-0.2mm左右,電阻值<250兆歐;也有其他形式的球泡。
4)玻璃支桿:是支持電極球泡的玻璃管體,由電絕緣性?xún)?yōu)良的鉛玻璃制成,其膨脹系數(shù)應(yīng)與電極球泡玻璃一致;
5)外參比電極:是測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì),計(jì)算電極電位的基準(zhǔn)。一般有標(biāo)準(zhǔn)氫電極、甘汞電極、銀/氯化銀電極等幾種。銀-氯化銀電極的電位取決于電極表面銀離子的活度,在微溶鹽氯化銀存在下,銀離子活度又決定于溶液中氯離子的活度。較為一個(gè)提供與保持一個(gè)固定的參比電勢(shì),外參比電極要求電位穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,溫度系數(shù)小。
6)外參比溶液:為3.3mol/L的kcl凝膠電解質(zhì)。根據(jù)其存在狀態(tài),又可分為可充式復(fù)合PH電極和非可充式復(fù)合PH電極。可充式復(fù)合PH電極在電極外殼上有一加液孔,當(dāng)電極的外參比溶液流失后,可將加液孔打開(kāi),重新補(bǔ)充KCl溶液。特點(diǎn)是參比溶液有較高的滲透速率,液接界電位穩(wěn)定重現(xiàn),測(cè)量精度較高。而非可充式復(fù)合PH電極內(nèi)裝凝膠狀KCl,不易流失也無(wú)加液孔。特點(diǎn)是維護(hù)簡(jiǎn)單使用方便,但在長(zhǎng)期和連續(xù)的使用條件下,液接界處的KCl濃度會(huì)減少,影響測(cè)試精度。
7)液接界:是溝通外參比溶液和被測(cè)溶液的連接部件,要求滲透量穩(wěn)定,通常用砂芯的。
8)外殼:是支持玻璃電極和液接界,盛放外參比溶液的殼體,由PPS塑壓成型。
9)電極導(dǎo)線:為低噪音金屬屏蔽線,內(nèi)芯與內(nèi)參比電極連接,屏蔽層與外參比電極連接。