手機版
化工儀器網(wǎng)手機版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關注視頻號
pH電極的“電位密碼”：玻璃膜與參比系統(tǒng)的協(xié)同工作機制
pH電極作為電化學測量的核心工具，其核心功能是通過玻璃膜與參比系統(tǒng)的協(xié)同作用，將溶液的氫離子濃度（pH值）轉(zhuǎn)化為可測量的電位信號。這一過程涉及復雜的物理化學機制，需精密設計以實現(xiàn)高精度與穩(wěn)定性。
玻璃膜：H?的“選擇性門衛(wèi)”
玻璃膜是pH電極的敏感元件，通常由特殊配方的鋰玻璃制成，其表面形成一層水化凝膠層。當玻璃膜浸入溶液時，凝膠層中的硅氧鍵（Si-O?）與溶液中的H?發(fā)生離子交換，形成表面電位（E膜）。這一電位與溶液pH值呈線性關系，遵循能斯特方程：
E膜=E?+(2.303RT/F)·pH
其中，E?為常數(shù)，R、T、F分別為氣體常數(shù)、溫度和法拉第常數(shù)。玻璃膜的選擇性源于其的化學結(jié)構(gòu)，僅允許H?通過，而抑制其他離子的干擾。
參比系統(tǒng)：電位穩(wěn)定的“錨點”
參比電極提供穩(wěn)定的電位基準，確保測量信號的可靠性。典型結(jié)構(gòu)包括Ag/AgCl內(nèi)參比電極、飽和KCl溶液及液接界（如陶瓷芯或PTFE多孔膜）。液接界的作用是平衡內(nèi)參比溶液與待測溶液的離子擴散，避免因濃度差導致的液接電位波動。參比電極的電位（E參比）需長期穩(wěn)定，以減少測量誤差。
協(xié)同機制：電位差的“解碼”過程
測量時，玻璃膜電位（E膜）與參比電位（E參比）共同構(gòu)成電池電動勢（E電池）：
E電池=E膜-E參比
通過高阻抗電壓表測量E電池，結(jié)合能斯特方程反演計算pH值。玻璃膜的選擇性響應與參比系統(tǒng)的穩(wěn)定性協(xié)同作用，確保了pH測量的準確性。此外，現(xiàn)代pH電極常集成溫度傳感器，通過自動溫度補償（ATC）修正溫度對能斯特斜率的影響，進一步提升精度。
這一精妙的協(xié)同機制使pH電極成為環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制及生命科學領域的工具。
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權(quán)利。
采購中心