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关于离子选择性电极的电极概述

2021.5.08

  电极的构造电极内成方一定浓度的HCl溶液(内参比溶液),插入银-氯化银电丝(内参比电极),电极玻璃泡的下端是一层特殊的玻璃膜(电极膜),该玻璃膜由SiO2中加入Na2O和少量CaO烧结而成,膜的厚度约0.1mm。玻璃膜中的Na+于溶液中的H+可以发生交换,对H+有选择性响应。将氢离子选择性电极插入含H+的试液,该电极记作

  Ag,AgCl(s)|HCl溶液|玻璃膜|试液(aH+)

  膜电位的概念

  玻璃电极使用前,必须在纯水中浸泡一段时间.由于玻璃的硅氧结构与H+的键合作用大于Na+,浸泡过程中,玻璃膜表面的Na+被H+取代,形成了一层很薄的水合硅胶层(因在玻璃膜的外部,也称外水合硅胶层)。水合硅胶层中的氢离子或独于水中氢离子活动存在差异,在水合硅胶层与水的接触界面形成了电位差。

  当浸泡的玻璃电极进入待测溶液时,由于待测溶液与纯水的氢离子活度的差异,氢离子在水和硅胶层与待测溶液两项之间重新进行交换,水合硅胶层与待测溶液的接触界面形成了新的电位差(记作φ外),这个电位差与待测溶液中氢离子活度a外有关。

  在电极内部,由于玻璃膜始终浸泡在内参比溶液中,在玻璃膜的内表面也形成了一层内水合硅胶层,内水合硅胶层与内参比溶液的接触界面也存在电位差(记作φ内)。这个电位差与内参比溶液中氢离子的活度a内有关,但由于内参比溶液中的氢离子活度是一定的,这个电位差也是一定的。

  既然外水合硅胶层与待测溶液、内水合硅胶层与内参比溶液的接触界面均存在电位差,那么,跨越玻璃膜两端(从内参比溶液经玻璃膜到外部待测溶液)也存在电位差,这个电位差称作膜电位,记作φ膜。显然,膜电位等于上述两个电位差的代数和,即

  ψ膜=ψ外-ψ内

  因为ψ外与a外有关,而ψ内有是一定的,所以,ψ膜与a外有关。

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