pH玻璃電極的要求

１、低阻抗玻璃膜

２、0～14 pH范圍內的化學腐蝕

３、不易破損

４、熱穩定性

５、好的再現性

６、不易水解

７、無堿誤差

８、在0～14 pH范圍內的線性電位值

薄膜玻璃主要由SiO₂正四面體網絡、網絡框架和網絡電荷點組成。其中zui后一個組分可以使SiO₂網絡鍵松動以使單價的陽離子易于交換。早期的薄膜玻璃一般是鈉玻璃，此種薄膜玻璃在pH10以內都表現出良好的線性，而在這以上則有較大的堿誤差。如今，人們在玻璃液中加入鋰化合物（鋰玻璃）使得薄膜玻璃有較寬的pH范圍而且只有很小的堿誤差。

當薄膜玻璃的表面被水浸濕時，其表面的堿離子便會溶出，也就是說薄膜玻璃表面被水解。取決于玻璃種類的不同，此種水解作用可使玻璃表面形成0.3～0.6nm厚的溶脹層。對于H⁺離子來講，此溶脹層的很象一離子交換器。隨著被測介質pH值的變化，H⁺離子會擴散進溶脹層或從溶脹層中擴散出來。對于薄膜玻璃的內側來講，整個過程與上述相同，只是由于內溶液是固定的（如pH為7的內緩沖液），所以只是形成恒定的H⁺離子活度。內側和外側的溶脹層被玻璃組織分開，同時由于玻璃膜內外兩側不同的表面電位便在玻璃膜上建立了一個電位差。這一電位差可通過零電流法用一帶有pH刻度的mV計測量并以pH值的形式顯示出來。

此電位遵循能特斯方程，在25℃的條件下，質子活度變化一級別（一個pH）時，電位變化59.16mV。

  理論上講，對應于所有pH值的電位曲線應該是線性的，實際上，特征曲線的二端都有非線性的情況出現。

    所謂的酸誤差主要是由于溶脹層中貯存的不可逆H⁺離子造成的。因此在大約pH小于2的范圍內電位達不到滿足能特斯方程的電位值59.16mV/pH值過高。先進的玻璃膜幾乎消除了此誤差。

    對于堿誤差來講，其表現是顯示的pH值過低。其原因是由于堿離子的替代造成H⁺離子濃度的不足。此誤差特別出現在被測介質中含有濃度鈉和鋰離子的場合。堿誤差可通過合適的撥配方加以減少。

       一個性能優良的電極的概念應如下：

１、              參比系統                                          Ag/AgCl

２、              穩定的半電池電位                            帶有電解質鹽橋的參比系統

和抗污染的參比系

統

３、              隔膜                                                 抗污染TEFLON環形隔膜

４、              能耐15bar壓力的                             免維護KCl凝膠填充

免維護參比系統

所有上述特點，都在我們的電極中得到了體現。

１、              園形的隔膜包圍住pH玻璃薄膜，形成高離子活度的中心對稱區域，使其具有錐形縫隙隔膜的優點而避免了它的不足，如：由于渦流的作用、結垢和熱負載沖擊造成隔膜堵塞和大的KCl消耗。電極不用維護，參比系統不易堵塞。在離子缺少的介質中通過采取KCl鹽儲備也能進行很好測量。

２、              不需電解質溶液填加孔，因此玻璃管是密封的，加之電解質溶液的不可壓縮性，使之可應用于再高壓力為6bar（特殊措施可達10 bar）的場合。

３、              不同于傳統隔膜，對臟污不敏感。

４、              Ag/AgCl半電池具有獨立的參比管，也就是說，穩定的半電池電位通過鹽橋與被測介質接觸。使得半電池電位在相當長的時間內保持穩定。

５、              凝膠內不含銀，這樣對于含硫的被測介質不起反應。

６、              在空氣中承受熱沖擊和冷卻時，不象孔洞式隔膜一樣會產生連續的氣泡。這些存在于孔洞隔膜后面的氣泡會引起參比系統的電絕緣。

７、              與孔洞隔膜相比，在熱沖擊下，不會有凝膠擠出。