玻璃電極的工作原理是什麼?

時間 2021-05-30 18:03:23

1樓:好大一坨檸檬鯨

玻璃電極的主要部分是乙個玻璃泡,泡的下半部是對H+ 有選擇性響應的玻璃薄膜,泡內裝有pH一定的0.1molL-1的HCl內參比溶液,其中插入一支Ag-AgCl電極作為內參比電極,這樣就構成了玻璃電極。玻璃電極中內參比電極的電位是恆定的,與待測溶液的pH無關。

玻璃電極之所以能測定溶液pH,是由於玻璃膜產生的膜電位與待測溶液pH有關。

玻璃電極在使用前必須在水溶液中浸泡一定時間。使玻璃膜的外表面形成了水合矽膠層,由於內參比溶液的作用,玻璃的內表面同樣也形成了內水和矽膠層。當浸泡好的玻璃電極浸入待測溶液時,水合層與溶液接觸,由於矽膠層表面和溶液的H+ 活度不同,形成活度差,H+便從活度大的一方向活度小的一方遷移,矽膠層與溶液中的H+ 建立了平衡,改變了膠 - 液兩相介面的電荷分布,產生一定的相界電位。

同理,在玻璃膜內側水合矽膠層 - 內部溶液介面也存在一定的相界電位。其相界電位可用下式表示:

Φ外 = k1 + 0.059lg a1/a1ˊ Φ內 = k2 + 0.059lg a2/a2ˊ

式中a1、a2分別表示外部溶液和內參比溶液的H+活度;a 1ˊ、a 2ˊ分別表示玻璃膜外、內水合矽膠層表面的H+ 活度;k1、k2分別為由玻璃膜外、內表面性質決定的常數。

因為玻璃膜內外表面性質基本相同,所以k1=k2,又因為水合矽膠層表面的Na+ 都被H+所代替,故a1ˊ= a 2ˊ , 因此 Φ膜 = Φ外—Φ內=0.059lga1/a2,由於內參比溶液H+活度a2是一定值故:Φ膜= K + 0.

059lga1 = K + 0.059pH試,說明在一定的溫度下玻璃電極的膜電位與試液的pH呈直線關係。

2樓:xiaowine

玻璃基本上是不導電的,不可以做成電極。有種玻碳電極,那也是石墨電極的一種。如果玻璃裡鑲了某種金屬,那也不叫玻璃電極了。所以,我假設你這裡問的是pH 電極裡的那個玻璃球泡。

玻璃有吸附氫離子的特性,當玻璃的內側氫離子的濃度恆定時,它能吸附的氫離子也是恆定的,那麼在玻璃的外側,如果吸附到數量不同的氫離子,那麼這個玻璃的兩側就會有電位差。這個電位差的大小,就取決於外側的玻璃能吸附到多少氫離子,這樣電位差就包含溶液中的氫離子濃度的資訊。這時候你可以認為這玻璃就像乙個平行板電容器,因為兩個板上有不同數量的離子,一邊的離子數是恆定的,另外一變是變化的。

剩下的事情,就是找一對電極來測這個電位差,這時候所說的電極,那是真的電極了,比如兩個Ag/AgCl 電極。為什麼要用這樣的兩個電極,我這就不贅述了,隨便查都能查到。我這裡只說你不容易查到的。

實際操作中,將其中乙個Ag/AgCl 電極當作成為內參比,加上一些內充液,封死在玻璃球泡和玻璃管,形成乙個玻璃電極,你可以看到,它不是單純的玻璃,是玻璃+內充液+氯化銀參比,引出線接在內參比上,內充液封死在裡面,其氫離子濃度是永遠不變的。測試的時候,還需要另外一根氯化銀參比,也就是外參比,把它們都放在溶液裡,測內外參比間的電壓差,這個壓差 = (兩個氯化銀電極的電位差)+(溶液壓降)+(球泡兩端氫離子濃度差引起的電位差),人們可以做到讓前兩項保持恆定,那麼所測的壓差就只和氫離子濃度有關。整個測試過程,玻璃球泡都像乙個電容,幾乎沒有電流穿過玻璃。

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