工业ph计电极使用中常遇见问题分析与解决

《工业ph计电极使用中常遇见问题分析与解决》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工业pH计电极使用中常遇见问题分析与解决在化工生产中，大多数反应在液相中进行，其中间产物和最终产品的酸碱度往往是影响生产过程质量的重要因素。因此，介质酸碱度的在线监控对稳定工艺过程、提高产品质量、降低原料消耗、减少设备腐蚀等起着重要作用。工业酸度计作为连续检测溶液酸碱度的仪器，其发信部分——电极（工作电极与参比电极）的应用是仪器能否获得正确参数的关键。以下针对南京东方化工有限公司在线检测pH计电极使用中的常见问题和处理方法进行分析。 1、电极测量的电化学原理 pH玻璃电极（工作电极）、参比电极（以甘汞电极为例）和被测介质构成一个化学原电池，其电势表达式为：Ag/Ag

2、Cl，缓冲溶液（pH0）｜玻璃膜E1E2‖被测介质（pHx）‖KCl，Hg/Hg2Cl2E3E4式中：E1——玻璃电极内电极电位；E2——玻璃膜内边界电位；E3——玻璃膜外边界电位；E4——参比电极电位。原电池电动势：E=（E1-E4）+（E2-E3）pH玻璃电极敏感膜表面结构为：l—Si—Ｏ-—Na+l浸在水溶液中一段时间后，Na+将与溶液中的H+发生离子交换，形成一层很薄（约10-4mm）的硅酸水化层（H+Gl-）。膜电位（E2-E3）由缓冲溶液和介质溶液以及水化层中的H+活度决定，其关系符合能斯特方程式：EM=K＋XPH由此，原电池电动势可表示为:E＝EO＋×

3、pH 可见，单位pH值的改变会引起原电池电动势的改变,这一转换关系称为特性互异。 2、影响电极使用的原因分析 2.1温度因素2.1.1温度对玻璃电极的影响1.由原电池电动势表达式可以看出，电极电位与溶液温度成正比。在电极标定使用温度范围内，一般可以通过温度电极（pt100或pt1000）在转换器反馈电路中加以补偿。2.玻璃电极有很高的内阻（工业用玻璃电极电阻一般小于500MΩ），其大小不仅与玻璃膜的成分和厚度有关，同时与温度有关（成指数关系，温度每降低10℃，阻值约增大1倍）。3.高温下会促使敏感玻璃膜表面水化层中的可溶部分溶解，影响电极电位，导致电极老化。其老化周

4、期取决于介质成分及温度，相同介质中，假设25℃下活性周期为100%，80℃下则为20%，而120℃下仅有5%。2.1.2温度对参比电极的影响1.在环境温度较高的情况下，流式可充式参比电极内部（充满饱和KCl溶液）常会有KCl结晶析出，造成参比电极液接电位不稳定；同时，结晶可能堵塞电极底部陶瓷塞，致使电解液不能渗出到测量溶液中而阻断电通路。2.甘汞电极易受温度变化影响，应避免应用于高温或温度波动较大的介质，而银-氯化银电极工作温度可以高得多，具有较高的稳定性。2.2流式参比电极微渗压的影响参比电极底部的陶瓷塞在电通路上产生一个中间阻抗，当此阻抗大于0.1MΩ时，会导致

5、参比电极电位不稳定或漂移。非常污浊的介质污染电极表面，会阻塞陶瓷塞。　　对于流式参比电极，电通道的形成依靠电极内电解液的微渗压，使电解液渗入测量溶液。当介质压力或浓度较高以及补液通道不畅，或有气泡存在等情况时，都可能阻碍电解液的外渗，增大电通路中间阻抗，如果介质反渗入电极，则污染盐桥，甚至可能与电解液或内电极发生化学反应（例如：AgCl+硫化物→Ag2S）而使电极中毒。2.3溶液酸碱度对电极的影响玻璃电极在pH2～pH9以外不具备良好的线性关系，在强酸性溶液中易形成大量水合氢离子H3+O，使到达电极表面的H+数目相对减少，pH值增大。在强碱介质中的Na+也会参加溶液

6、中的H+与电极水化层上的H+的交换过程，导致玻璃电极电位升高，pH值偏低。另外，在强氧化性介质中，敏感玻璃膜中碱性物质（主要为一价阳离子）损失，使水化层受到破坏，会引起电极中毒。可选用抗酸性电极，其制造过程中采用的特殊工艺措施（特别的添加离子配方），增强了玻璃膜抗酸中毒能力，同时其电极零电位对应pH0=2，从而使酸性范围内的线性得到校正。2.4敏感玻璃膜的活性当玻璃电极内溶液pH值与外溶液pH值相等时，玻璃膜两边电位差应为零，但实际上存在一不对称电位Ea，其大小与玻璃的组成、厚度及制作条件有关。将玻璃电极在蒸馏水或酸性溶液（0.1N稀盐酸）中浸泡24h后，玻璃膜表面

7、会形成一层水化层，从而使Ea大大降低，此时电极处于活性状态。相对应的，称Ea较大时为电极老化。为了使测量准确，玻璃电极使用前应活化，使用中也必须定期活化。2.5信号电缆对地阻抗由于电极产生的电动势E范围很小（每个pH对应60mV），要想保证测量精度，就必须使测量系统内阻远远大于原电池内阻。玻璃电极内阻在20℃时高达100MΩ，转换器输入阻抗可达1012Ω，连接电极与测量系统的同轴电缆也是高阻抗的（大于107Ω）。若电缆连接插头上被污染或进水、电缆被腐蚀或破损导致阻抗降低，将使信号在传递过程中被短路，从而不能正确测量。2.6环境磁场干扰由于玻璃电极的电阻特别大，微