水质电位传感器电极基本原理水质电位传感器电极基本原理电位分析法所用的电极被称为原电池原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能此电池的电压被称为电动势（EMF） 此电动势（EMF）由二个半电池构成其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是与测量溶液相通，并且与测量仪表相连 例如，一支电极由一根插在含有银离子的盐溶液中的一根银导线制成，在导线和溶液的界面处，由于金属和盐溶液二种物相中银离子的不同活度，便形成离子的充电过程，并形成一定的电位差失去电子的银离子进入溶液当没有施加外电流进行反充电，也就是说没有电流的话，这一过程最终会达到一个平衡在这种平衡状态下存在的电压被称为半电池电位或电极电位这种（如上所述）由金属和含有此金属离子的溶液组成的电极被称为第一类电极此电位的测量是相对一个电位与盐溶液的成分无关的参比电极进行的这种具有独立电位的参比电极也被称为第二电极对于此类电极，金属导线都是覆盖一层此种金属的微溶性盐（如：Ag/AgCl） ，并且插入含有此种金属盐阴离子的电解质溶液中此时半电池电位或电极电位的大小取决于此种阴离子的活度。
此二种电极之间的电压遵循能斯特（NERNST）公式：E= E0+ R·T ·1n a Me n·F 式中：E——电位E0——电极的标准电压R——气体常数（8.31439 焦耳/摩尔和℃）T——开氏绝对温度（例：20℃=273+293 开尔文）F——法拉弟常数（96493 库仑/当量）n——被测离子的化合价（银=1，氢=1）aMe——离子的活度标准氢电极是所有电位测量的参比点标准氢电极是一根铂丝，用电解的方法镀（涂覆）上氯化铂，并且在四周充入氢气（固定压力为 1013hpa）构成的将此电极浸入在 25℃时 H3O+离子含量为 1mol/l 溶液中，便形成电化学中所有电位测量所参照的半电池电位或电极电位其中氢电极做为参比电极在实践中很难实现，于是使用第二类电极做为参比电极其中最常用的便是银/氯化银电极该电极通过溶解的 AgCl 对于氯离子浓度的变化起反应此参比电极的电极电位通过饱和的 kcl 贮池（如：3mol/l kcl）来实现恒定液体或凝胶形式的电解质溶液通过隔膜与被测溶液相连通利用上述的电极组合——银电极和 Ag/AgCl 参比电极可以测量胶片冲洗液中的银离子含量也可以将银电极换成铂或金电极进行氧化还原电位的测量。
例如：某种金属离子的氧化阶段最熟悉也是最常用的 PH 指示电极是玻璃电极它是一支端部吹制上对于 pH 敏感的玻璃膜的玻璃管管内充填有含饱和AgCl 的 3 mol/l kcl 缓冲溶液，其 pH 值为 7存在于玻璃膜二面的反映 PH 值的电位差用 Ag/AgCl 传导系统，如第二电极，导出此电位差同样遵循能斯特公式：E= E0+ R·T ·1n a H3O+ n·F E=59.16mv/25℃ per pH式中 R 和 F 为常数，n 为化合价，每种离子都有其固定的值对于氢离子来讲，n=1温度“T“做为变量，在能斯特公式中起很大作用随着温度的上升，电位值将随之增大对于每 1℃的温度变大，将引起电位0.2 mv/ per pH 变化用 pH 值来表示，则每 1℃每 1pH 变化 0.0033pH 值这也就是说：对于 20～30℃之间和 7pH 左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度＞30℃或＜20℃和 pH 值＞8pH 或 6pH 的应用场合则必须对温度变化进行补偿图 1：pH 值－电位－离子浓度之间的关系0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH 离子14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 离子0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH+414.4•••• •••• •••• •••• •••• ••••+.59.2 0 -59.2•••••••••••• •••• •••• •••• •••• ••••-414.4 mv/25℃ pH 电极基本原理电极基本原理 pH 测量中使用的电极又称为原电池。
原电池是一个系统，它的作用是使化学能量转成为电能此电池的电压被称为电动势（EMF） 此电动势（EMF）由二个半电池构成其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是与测量溶液相通，并且与测量仪表相连此二种电极之间的电压遵循能斯特（NERNST）公式：其中：E——电位 E0——电极的标准电压 R——气体常数（8.31439 焦耳/摩尔和℃ ）T——开氏绝对温度（例：20 ℃ =273=293 开尔文） F——法拉弟常数（96493 库仑/当量）n——被测离子的化合价（银=1，氢=1） aMe——离子的活度标准氢电极是所有电位测量的参比点标准氢电极是一根铂丝，用电解的方法镀（涂覆）上氯化铂，并且在四周充入氢气（固定压力为 1013hpa）构成的由于氢电极做为参比电极在实践中很难实现，于是使用第二类电极做为参比电极其中最常用的便是银/氯化银电极最熟悉也是最常用的 pH 指示电极它是一支端部吹制上对于 pH 敏感的玻璃膜的玻璃管管内充填有一定浓度的缓冲溶液存在于玻璃膜内外两面的反映 pH 值的电位差用 Ag/AgCL 传导系统导出。
此电位差同样遵循能斯特公式在能斯特公式中温度“T”作为变量，作用很大随着温度的上升，电位值将随之增大对于每 1 ℃ 的温度变化，将引起电位0.2mV/ pH 变化则每 1℃每 1 pH 变化 0.0033 pH 值这也就是说：对于 20~30 ℃ 之间和 7 pH 左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度＞30℃或＞20℃和 pH 值＞8pH 或 6pH 的应用场合则必须对温度变化进行补偿 PH 计计,酸碱度计的分类酸碱度计的分类: 人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的 PH 计,酸碱度计：按测量精度上可分 0.2 级 PH 计,酸碱度计、0.1 级 PH 计,酸碱度计、0.01 级 PH 计,酸碱度计或更高精度 PH 计,酸碱度计按仪器体积上分有笔式 PH 计,酸碱度计（迷你型 PH 计,酸碱度计） 、便携式 PH 计,酸碱度计、台式 PH 计,酸碱度计还有连续监控测量的式 PH 计,酸碱度计根据使用的要求：笔式 PH 计,酸碱度计（迷你型 PH 计,酸碱度计）与便携式 PH 计,酸碱度计一般是检测人员带到现场检测使用选择 PH 计,酸碱度计的精度级别是根据用户测量所需的精度决定，而后根据用户方便使用而选择各式形状的 PH 计,酸碱度计。
影响影响 pH 值的关键电位有哪些？值的关键电位有哪些？ 我们来关注一下 pH 测量中电位的来源，在 pH 测量中，存在着一系列的不同电位，其中只有一个电位是人们所需要的（ pH 电位） 这就要求其他的电位（“干扰电位“） ，即使不能相互抵消，也要十分稳定，这样才可能通过校表将它们补偿掉如图示： 电极的各个电位E1——半电池电位（ pH 电极，Ag/AgCL-KCL）E2——内缓冲液一玻璃膜内表面电位E3——玻璃膜不对称电位E4——玻璃膜外表面的变化电位（pH 电位）E5——流动扩散电位E6——接界电位E7——半电池电位（参比电极，Ag/AgCL-KCL）pH 显示值是上述电位的总和！其中，E1、E2、E3、E7 是电极制造时已形成的稳定电位不影响 pH 测量受测量介质影响的只有 E4、E5、E6，若 E4、E5、E6 任一电位发生变化，则 pH 显示值均会发生变化！普通测量时，E4 直接反映所测介质的 pH 值，E5、E6 影响较小，而高纯水 pH 测量时，E5、E6 影响是不容忽视的，是高纯水 pH 值测量不准确的决定因素！是问题的关键！1． 当电极放入流通池中时，由于是纯水，无导电离子，则 E5、E6 需要一定的时间才能稳定下来，所以测量值的稳定和响应时间，则相对较长。
2． 而当流速变化时，E5、E6 已形成的平衡又遭到破坏，只有当新的平衡再形成时，测量值才能稳定下来3． 对于 E6 还有一影响因素即：E6 受接界面积大小和扩散方式的影响较大，如果 E6 的接界面积较大且扩散稳定，则接界电位小，E6 稳定，则 pH 值稳定！准确！PH 传感器使用过程中注意事项传感器使用过程中注意事项 PH 传感器需要定期进行校正，根据使用条件不同校正周期也不一样，一般四到八周校正一次即可校正时一般将探头分别放入两种标准缓冲液中，两种标准缓冲液相差至少 2 PH，如果校正失败需要对探头进行清洗，一般情况将探头放入 1%-3%盐酸溶液中浸泡 1-5 分钟，再用清水冲洗，用软布擦干净如果有油脂存在，用酒精擦洗重新进行校正，如果仍无法完成校正说明探头已坏，需要更换新探头探头寿命一般为 6 个月到 3 年 ph 计维护保养相关问题计维护保养相关问题一）保养 1、 pH 玻璃电极的贮存 短期：贮存在 pH＝4 的缓冲溶液中； 长期：贮存在 pH＝7 的缓冲溶液中 2、 pH 玻璃电极的清洗 玻璃电极球泡受污染可能使电极响应时间加长可用 CCl4 或皂液揩去污物，然后浸入蒸馏水一昼夜后继续使用。
污染严重时，可用 5％HF 溶液浸 10～20 分钟，立即用水冲洗干净，然后浸入 0.1N HCl 溶液一昼夜后继续使用 3、 玻璃电极老化的处理 玻璃电极的老化与胶层结构渐进变化有关旧电极响应迟缓，膜电阻高，斜率低用氢氟酸浸蚀掉外层胶层，经常能改善电极性能若能用此法定期清除内外层胶层，则电极的寿命几乎是无限的 4、 参比电极的贮存 银-氯化银电极最好的贮存液是饱和氯化钾溶液,高浓度氯化钾溶液可以防止氯化银在液接界处沉淀，并维持液接界处于工作状态此方法也适用于复合电极的贮存 5、 参比电极的再生 参比电极发生的问题绝大多数是由液接界堵塞引起的，可用下列方法解决： （1） 浸泡液接界：用 10％饱和氯化钾溶液和 90％蒸馏水的混合液，加热至 60～70℃，将电极浸入约 5cm，浸泡 20 分钟至 1小时此法可溶去电极端部的结晶 （2） 氨浸泡：当液接界被氯化银堵塞时可用浓氨水浸除具体方法是将电极内充洗净，液放空后浸入氨水中 10～20 分钟，但不要让氨水进入电极内部取出电极用蒸馏水洗净，重新加入内充液后继续使用 （3） 真空方法：将软管套住参比电极液接界，使用水流吸气泵，抽吸部分内充液穿过液接界，除去机械堵塞物。
（4） 煮沸液接界：银－氯化银参比电极的液接界浸入沸水中 10～20 秒注意，下一次煮沸前，应将电极冷却到室温 （5） 当以上方法均无效时，可采用砂纸研磨的机械方法去除堵塞此法可能会使研磨下的砂粒塞入液接界造成永久性堵塞二） 检查 1、 玻璃电极的一般检查方法 （1）检查零电位 设置 pH 计在“mV”测量档，将玻璃电极和参比电极一起插入 pH＝6.86 的缓冲溶液中，仪器的读数应大约为－50～50mV （2）检查斜率 接（1） ，再测 pH=4.00 或 pH=9.18 的缓冲溶液的 mV 值，计算电极的斜率，电极的相对斜率一般应复合技术指标 注意： 1) 电极零电位值检查方法仅对等电位点为 7 的玻璃电极而言若玻璃电极的等电位点不为 7 时，则有所不同 2) 对于有的 pH 计，标定调节能够达到要求时，上述检查结果超出范围不大时，电极任可使用 3)对于有的智能 pH 计，可以直接查阅仪器标定结果得到的零电位和斜率值 2、 参比电极的检查方法 （1） 内阻检查方。