ph电极工作原理

通常有两种方法测量水相溶液中的pH值，比色法(pH试纸和比色皿)和电位法。电位法是能够实现连续在线测量和过程监控的唯一方法，而且电位法可获得精确且结果可重复的pH值，pH电极测量的核心理论是能斯特方程。

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。最熟悉也是最常用的PH指示电极是玻璃电极。

对于ph电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3mol/lkcl缓冲溶液，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。PH复合电极如图：

此电位差遵循能斯特公式

E=E0+ R·T·1naH₃O+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0.2mv/per pH变化。用pH值来表示，则每1℃第1pH变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。

内参比电极的电位是恒定不变的，它与待测试液中的H+活度（pH）无关，pH 玻璃电极之所以能作为H+的指示电极，其主要作用体现在玻璃膜上。当玻璃电极浸入被测溶液时，玻璃膜处于内部溶液(αH+,内)和待测溶液(αH+,试)之间，这时跨越玻璃膜产生一电位差ΔEM（这种电位差称为膜电位，下节讨论），它与氢离子活度之间的关系符合能斯特公式：

当αH+,内=αH+,试时，ΔEM=0。但实际上，ΔEM≠0，跨越玻璃膜仍有一定的电位差，这种电位差称为不对称电位(ΔE不对称)，它是由玻璃膜内外表面情况不完全相同而产生的。此式表明玻璃电极ΔEM与pH成正比。因此，可作为测量pH的指示电极。