Ανάλυση κοινών προβλημάτων που συναντώνται στη χρήση ηλεκτροδίων βιομηχανικού μετρητή pH
Επίδραση της θερμοκρασίας στο γυάλινο ηλεκτρόδιο
1. Από την έκφραση της ηλεκτροκινητικής δύναμης της κύριας μπαταρίας φαίνεται ότι το δυναμικό του ηλεκτροδίου είναι ανάλογο με τη θερμοκρασία του διαλύματος. Στο εύρος θερμοκρασίας της βαθμονόμησης του ηλεκτροδίου, μπορεί γενικά να αντισταθμιστεί στο κύκλωμα ανάδρασης του μετατροπέα μέσω του ηλεκτροδίου θερμοκρασίας (pt100 ή pt1000).
2. Το γυάλινο ηλεκτρόδιο έχει υψηλή εσωτερική αντίσταση (η βιομηχανική αντίσταση ηλεκτροδίου γυαλιού είναι γενικά μικρότερη από 500MΩ), το μέγεθός του δεν σχετίζεται μόνο με τη σύνθεση και το πάχος του φιλμ γυαλιού, αλλά και με τη θερμοκρασία (εκθετική σχέση, κάθε φορά η θερμοκρασία πέφτει κατά 10 βαθμούς C, η τιμή αντίστασης διπλασιάζεται περίπου).
3. Η υψηλή θερμοκρασία θα προωθήσει τη διάλυση του διαλυτού μέρους στο στρώμα ενυδάτωσης στην επιφάνεια της ευαίσθητης γυάλινης μεμβράνης, η οποία θα επηρεάσει το δυναμικό του ηλεκτροδίου και θα προκαλέσει τη γήρανση του ηλεκτροδίου. Ο κύκλος γήρανσής του εξαρτάται από τη σύνθεση του μέσου και τη θερμοκρασία. Στο ίδιο μέσο, υποτίθεται ότι ο κύκλος δραστηριότητας είναι 100 τοις εκατό στις 25 μοίρες, 20 τοις εκατό στις 80 μοίρες και μόνο 5 τοις εκατό στις 120 μοίρες.
Επίδραση της θερμοκρασίας στο ηλεκτρόδιο αναφοράς
1. Στην περίπτωση υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος, η κρυστάλλωση KCl θα συμβεί συχνά μέσα στο επαναφορτιζόμενο ηλεκτρόδιο αναφοράς τύπου ροής (γεμάτο με κορεσμένο διάλυμα KCl), με αποτέλεσμα ασταθές δυναμικό σύνδεσης υγρού του ηλεκτροδίου αναφοράς. Ταυτόχρονα, η κρυστάλλωση μπορεί να μπλοκάρει το κεραμικό στο κάτω μέρος του ηλεκτροδίου. Το βύσμα εμποδίζει τη διαρροή του ηλεκτρολύτη στο διάλυμα μέτρησης και το μπλοκάρισμα της ηλεκτρικής οδού.
2. Τα ηλεκτρόδια καλομέλας είναι ευαίσθητα σε αλλαγές θερμοκρασίας και θα πρέπει να αποφεύγονται σε μέσα με υψηλή θερμοκρασία ή μεγάλες διακυμάνσεις θερμοκρασίας, ενώ τα ηλεκτρόδια χλωριούχου αργύρου-αργύρου μπορούν να λειτουργήσουν σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες και να έχουν υψηλότερη σταθερότητα.
Επίδραση της μικρο-οσμωτικής πίεσης στο ηλεκτρόδιο αναφοράς ροής
Το κεραμικό βύσμα στο κάτω μέρος του ηλεκτροδίου αναφοράς παράγει μια ενδιάμεση αντίσταση στην ηλεκτρική διαδρομή. Όταν αυτή η σύνθετη αντίσταση είναι μεγαλύτερη από 0.1MΩ, θα προκαλέσει ασταθή ή μετατόπιση του δυναμικού του ηλεκτροδίου αναφοράς. Τα πολύ βρώμικα μέσα μολύνουν την επιφάνεια του ηλεκτροδίου και φράζουν το κεραμικό βύσμα. ο
Για τα ηλεκτρόδια αναφοράς ροής, ο σχηματισμός ηλεκτρικών καναλιών εξαρτάται από τη μικρο-οσμωτική πίεση του ηλεκτρολύτη στο ηλεκτρόδιο, επιτρέποντας στον ηλεκτρολύτη να διεισδύσει στο διάλυμα μέτρησης. Όταν η πίεση ή η συγκέντρωση του μέσου είναι υψηλή, το κανάλι επανυδάτωσης δεν είναι ομαλό, ή υπάρχουν φυσαλίδες αέρα κ.λπ., μπορεί να εμποδίσει την εξαγγείωση του ηλεκτρολύτη και να αυξήσει την ενδιάμεση αντίσταση της ηλεκτρικής διαδρομής. Εάν το μέσο αναποδογυρίσει μέσα στο ηλεκτρόδιο, θα μολύνει τη γέφυρα αλατιού και μπορεί ακόμη και η χημική αντίδραση με ηλεκτρολύτη ή εσωτερικό ηλεκτρόδιο (για παράδειγμα: AgCl συν θειούχο → Ag2S) να δηλητηριάσει το ηλεκτρόδιο.
Επίδραση του pH του διαλύματος στα ηλεκτρόδια
Το γυάλινο ηλεκτρόδιο δεν έχει καλή γραμμική σχέση έξω από το pH2~pH9 και είναι εύκολο να σχηματιστεί μεγάλη ποσότητα ιόντων υδρονίου H3 συν O σε διάλυμα ισχυρού οξέος, έτσι ώστε ο αριθμός των H συν που φθάνουν στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου να είναι σχετικά μειωμένος και η τιμή του pH αυξάνεται. Το Na plus στο ισχυρό αλκαλικό μέσο θα συμμετάσχει επίσης στη διαδικασία ανταλλαγής του H plus στο διάλυμα και του H plus στο στρώμα ενυδάτωσης του ηλεκτροδίου, με αποτέλεσμα αύξηση του δυναμικού του γυάλινου ηλεκτροδίου και χαμηλή τιμή pH.
Επιπλέον, σε ένα ισχυρό οξειδωτικό μέσο, η απώλεια αλκαλικών ουσιών (κυρίως μονοσθενών κατιόντων) στην ευαίσθητη γυάλινη μεμβράνη θα καταστρέψει το στρώμα ενυδάτωσης και θα προκαλέσει δηλητηρίαση από ηλεκτρόδια. Μπορεί να επιλεγεί ένα ηλεκτρόδιο κατά του οξέος και τα ειδικά τεχνολογικά μέτρα (ειδική φόρμουλα προστιθέμενων ιόντων) που υιοθετήθηκαν στη διαδικασία κατασκευής έχουν ενισχύσει την αντιοξειδωτική ικανότητα της γυάλινης μεμβράνης και ταυτόχρονα, το μηδενικό δυναμικό του ηλεκτροδίου αντιστοιχεί σε pH0=2, έτσι ώστε να μπορεί να ληφθεί η γραμμικότητα στην περιοχή του οξέος. Διόρθωση.
Δραστηριότητα ευαίσθητων γυάλινων μεμβρανών
Όταν η τιμή pH του διαλύματος στο γυάλινο ηλεκτρόδιο είναι ίση με την τιμή pH του εξωτερικού διαλύματος, η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο πλευρών της γυάλινης μεμβράνης πρέπει να είναι μηδέν, αλλά στην πραγματικότητα υπάρχει ένα ασύμμετρο δυναμικό Ea και το μέγεθός του σχετίζεται με τη σύνθεση, το πάχος και τις συνθήκες παραγωγής του γυαλιού. Μετά τη βύθιση του γυάλινου ηλεκτροδίου σε απεσταγμένο νερό ή όξινο διάλυμα (0.1Ν αραιό υδροχλωρικό οξύ) για 24 ώρες, θα σχηματιστεί ένα στρώμα ενυδάτωσης στην επιφάνεια της γυάλινης μεμβράνης, μειώνοντας έτσι σημαντικά το Ea και το ηλεκτρόδιο βρίσκεται σε ενεργή κατάσταση αυτή τη στιγμή. Αντίστοιχα, όταν το Ea είναι μεγάλο, ονομάζεται γήρανση ηλεκτροδίων. Για να είναι ακριβής η μέτρηση, το γυάλινο ηλεκτρόδιο πρέπει να ενεργοποιείται πριν από τη χρήση και πρέπει να ενεργοποιείται τακτικά κατά τη χρήση.
