实验室检测仪器--电导率仪的电导电极分类介绍
用来测量溶液电导的电极称为电导电极。电导电极一般由两片平行的铂片组成,铂片的面积和两片之间的距离,可根据不同的要求来设计。电导率仪的电导电极和电导池如图1所示。
图1 电导电极和电导池
一、电极极化
当通过电极表面的电流密度达到某一数值时,电极将发生极化现象,引起很大的测量误差。为了减小这一误差,电导测量中常用频率为1千赫的正弦波交流电。这样,上半周所引起的电极极化,可为对称的下半周所抵消。 Kohlraush从理论上指出,电极极化所引起的误差取决于中f2/R2w的大小。这里,f中为极化电动势,R为两电导电极间溶液的电阻,w为交流电的频率。显然,当R2w≥f2时,这一误差接近于零。对于某一被测介质而言,R是一定的,可用提高频率的办法来达到上述要求。因此,溶液电导低时,选用的频率要低些,电导高时,选用的频率也要高些。
二、铂黑电极
在铂电极应用中,铂表面往往先作电镀处理,生成一种黑色“铂绒”,以增加活性和表面积,故称铂黑电极。镀的方法是:将清洗洁净,已恢复光亮的电导电极浸入含有1 %氯化铂(PtCl4)和0.01 %酷酸铅的混合溶液中,接上2伏直流电源,调节电流密度为0.2-0.5 mA/cm2,电解8~15分钟,每1分钟改变一次极性,以涂成均匀的天鹅绒黑色铂黑层为最佳。加入醋酸铅的作用是使沉淀细密而坚固,锥形电导电极或微形电导电极是为适应特殊需要而设计的。前者以不锈钢为电,可用来测定原状土端等的电导,后者用铂丝或其它金属丝制成,可以用来测定微区电导的变化。
铂黑电极的优点有:
(1)在电导电极上镀一层致密的“铂黑”能够增大电极的面积,从而减小电流密度,进而减小极化效应;
(2)铂黑可增加电极反应速率,加速达到平衡;
(3)减小电容干扰。
镀铂黑也有不利的一面。它能催化溶液中的某些反应,也可能从溶液中吸附大量的溶质,从而改变溶液的浓度。为了克服这一缺点,有时用镀了铂黑的电极加热到红热而得灰色的表面,这时消除极化的作用不如前面的好,但吸附却可以减少。有时干脆使用光亮的铂电极,在不同频率下,测量电导值,将所得的数据,以电阻对频率平方的倒数作图,外推到频率无穷大时,求得准确的溶液电导值。
电极材料一般选用铂,由于铂比较贵,根据溶液组成的具体情况,也采用其它价廉的材料,如石墨、钽、镍和不锈钢等。
