电极的选择与应用

一、pH电极选型： 

1、壳体材料的选择：

　　pH电极外壳一般采用PC塑料（聚碳酸脂）外壳和玻璃外壳二种，PC外壳耐碰撞和冲击，但适用温度<80oC。且在高碱溶液及部分介质中易受腐蚀。玻璃外壳适用温度0-150oC，除氢氟酸溶液外一般不受腐蚀，但易碰撞损坏。

2、液接界的选择：

　　液接界是沟通外参比溶液和被测溶液的连接部件，要求电势稳定及重现。一般液接界材料有纤维材质，陶瓷芯，玻璃磨口等介质，纤维材质一般用于 塑壳电极中，其溶液渗出速度较快，不易堵塞；陶瓷芯耐腐蚀性好，液接界电势的稳定性及重现性均较好，可用于高温介质中，是应用zui广泛的液接界材料；玻璃磨 口接界与溶液接触面积及渗出速度均较大，适用于离子强度较弱，高粘度，混浊液体或胶体溶液的测定。

3、pH敏感玻璃膜的选择：

　　pH敏感玻璃膜是由具有氢功能的锂玻璃熔融吹制而成，一般呈球形，大部分电极均使用常规的敏感玻璃膜，但尚有用于高温介质的敏感玻璃膜，高 温强酸介质的敏感玻璃膜，高温蒸气消毒（130oC）的敏感玻璃膜，以及低电阻敏感玻璃膜（用于纯水测定）等，应区别不同情况选用。

4、参比电极的选择：

　　常规均使用Ag/Agcl参比电极，但一般的Ag/Agcl参比电极在高温下易溶解，电位不稳，而毛细管结构的Ag/Agcl参比电极，则具有十分稳定的参比电位，适合在高温和长期连续测试的条件下使用。

5、电极插口的选择：

　　pH电极zui常用的插口为BNC型（亦称Q9型），除此外还有其它多种形式，主要取决于相应仪器的匹配。（本电极型号zui末一位字母即表示插口型式）。

二、ORP电极选型：

1、一般的选择要求：

　　与pH电极相同（除敏感膜外）

2、敏感元件的选择：

　　ORP电极敏感元件的选择主要考虑被测介质的性质，一般黄金电极用于氧化性介质，如氰化物的氧化，亚硝酸盐的氧化，臭氧测量，氢过氧化物的测量。铂电极用于还原性介质，如铬酸盐的还原，游泳池加氯等。

三、pH电极选型的五大要素

1.      耐温

重要建议实际应用的样品温度不超过极限耐温的70~80%

2.      耐压  

电极的耐压规格是常温时的数据，对于在高温时的耐压须了解电极的详细资料。

3.      耐污染

电极的污染主要集中在参考渗出界面，通常环形渗出界面、无液接界面的电极耐污染能力强于陶瓷渗出界面；电极的感应玻璃膜面积的大小与耐污染程度有关，面积越大，耐污染能力越强；

4.      耐介质反渗

有些化学物质反渗进入参比系统，会造成凝胶水解、Ag/AgCl参比元中毒等状况，如H2O2、NH4、Cu2+、Fe3+、强酸等，因此，对于这些特殊应用，通常需选择耐介质反渗特性的电极。

耐介质反渗的电极主要有三种类型：

1、预加压电极；

2、延长参比元与界面之间的距离；

3、增设第二界面（双盐桥）

5.耐特殊物质

pH电极的感测膜以玻璃为主要成分，因此，氢氟酸腐蚀玻璃膜将不可避免地造成损坏，对于中低浓度的氢氟酸，可以选择耐HF的玻璃电极，对于较高浓度氢氟酸的样品，则可以选择：锑电极或离子场效电极等特殊电极，其度相对比较差些，且对变送器也有特殊要求，目前应用不多。

四、PH电极的应用

4.1标准PH值的测定
实验室测定一般由常规复合PH电极来完成。 
通常需具备下列条件： 
测定范围在PH2和PH12间，温度在10℃及50℃间、离子浓度0.5和4mol/L间。而且，被测物是经过缓冲的均匀水溶液。

4.2低离子浓度样品
    离子浓度只有或低于几个mmol的样品 属于低离子型。这样样品将产生很差的导电性。在低离子样品中液接部会产生增高电阻。该传递电阻会导致参比电解液与被测溶液间的接触问题，进而引发扩散电位。而且，信号会受搅拌的影响。 
上诉问题可通过使用含环形接地液接部（见图1）的电极来解决，该液接部能达到参比电解液和被测溶液间的zui佳接触。 
图1：含环形接地液接部的复合电极。

4.3半含水或者无水溶液
    在无水溶液（低于5%的水）中只可能测得相对PH值。半含水溶液基本上也属于低离子型。如果样品含水量高于5%，则应用PH测定的传统定义，即：所得的数值是值而非相对值。 
    电解液与被测溶液的接触区域（液接部）通常会有相分隔，从而引起信号不稳定。而且，液接部还有沉淀的可能性。当将饱和KCL溶液用作参比溶液时很容易发生这类情况。 
    要zui大限度的防止这种现象，必须确保电解液和被测样品间具备流动性和相容性。 
    将含LiCL的乙醇或含LiCL的乙酸用作无水样品的参比电解液能解决上诉问题。

4.4富含蛋白质的溶液
    当高浓度的蛋白质与KCL参比电解液接触时，它可能会在液接部处沉淀。使用电解液能解决这个矛盾。被蛋白质污染的液接部一般可通过几个小时侵泡电极于胃蛋白酶和HCL混合液中而得到的清洁。

4.5含硫化物的溶液
    在使用Ag/AgCL参比系统时，参比电解液总是含有溶解银。当液接部的溶液银与测定溶液中的硫化物一接触，即有难溶的硫化银产生。硫化银阻塞液接部并使之变成黑色，这便导致缓慢及不稳定的测量信号。 
    在使用含银离子扑捉阱的参比系统的情况下，可选用不含AgCL的电解液。受硫化物污染的连接部有时可通过电极侵泡于硫基尿素/HCL溶液中清除物硫化银。

4.6含氢氟酸的溶液
    氢氟酸会损坏玻璃膜并且在低浓度时亦可阻碍凝胶层的形成。这会导致测量值的不稳定并缩短电极的使用寿命。氢氟酸只有在PH值低于5时才有损伤作用。 
当总氟离子浓度在0.2g/L（PH3；20℃）与1g/L（PH1；20℃）间。有电极适合这类应用。当氟离子浓度较高时必须使用锑（Sb）电极及参比电极。