pH 電極
工作原理:pH 電極是一種對溶液中的氫離子活度有選擇性響應的電極,通常基于能斯特方程工作。它通過玻璃膜或其他特殊敏感膜與溶液中的氫離子進行離子交換,在膜兩側產生電位差,該電位差與溶液中的 pH 值呈線性關系,從而可以通過測量電位差來確定溶液的 pH 值。
結構組成
敏感膜:是 pH 電極的核心部件,一般由特殊的玻璃材料制成,對氫離子具有選擇性響應。不同類型的 pH 電極可能采用不同配方的玻璃膜,以適應不同的測量環境和需求。
內參比電極:通常為銀 / 氯化銀電極,提供一個穩定的電位基準,與敏感膜一起構成測量電池。
內參比溶液:填充在電極內部,與內參比電極和敏感膜接觸,保持電極內部的離子平衡和電位穩定。
電極桿:用于支撐和保護內部結構,通常由玻璃或塑料等絕緣材料制成。
應用領域:廣泛應用于化工、環保、制藥、食品飲料、農業、科研等領域。例如,在化工生產中用于監測反應過程中的酸堿平衡;在環保領域用于監測水體的酸堿度,評估水質污染情況;在食品飲料行業用于控制產品的 pH 值,確保產品質量和口感。
電導率電極
工作原理:電導率電極是基于歐姆定律來測量溶液的電導率。通過在電極兩端施加一個固定的交流電壓,測量溶液中通過的電流,根據溶液的電阻與電導率成反比的關系,計算出溶液的電導率。
結構組成
電極片:通常由鉑、石墨等導電性能良好的材料制成,與溶液直接接觸,用于傳導電流。電極片的形狀和尺寸會根據不同的測量范圍和精度要求有所不同。
絕緣外殼:用于固定和保護電極片,防止電極之間短路以及外界干擾。一般采用陶瓷、玻璃或塑料等絕緣材料。
引線:將電極與測量儀器連接,傳輸測量信號。
應用領域:常用于水質監測、電力、電子、制藥、化工等行業。在水質監測中,用于評估水的純度、檢測水中的溶解鹽類等污染物;在電力行業用于監測鍋爐水、冷卻水的電導率,防止結垢和腐蝕;在制藥行業用于控制藥品生產過程中的水質和溶液電導率,確保藥品質量。
氧化還原電極
工作原理:氧化還原電極是基于氧化還原反應來測量溶液中的氧化還原電位(ORP)。電極表面的活性物質與溶液中的氧化還原電對發生電子交換,在電極與溶液之間建立起一個電位差,該電位差反映了溶液中氧化還原體系的相對氧化還原能力,即 ORP 值。
結構組成
電極材料:通常采用鉑、金等惰性金屬作為電極材料,這些金屬能夠在不參與氧化還原反應的情況下,有效地傳遞電子,保證測量的準確性和穩定性。
參比系統:與 pH 電極類似,氧化還原電極也需要一個參比電極來提供穩定的電位基準。常見的參比電極有銀 / 氯化銀電極、甘汞電極等。
隔膜:用于隔離電極內部和外部溶液,防止參比溶液與被測溶液混合,同時允許離子通過,以保持電路的暢通。
應用領域:在污水處理、電鍍、化工、食品加工等領域具有重要應用。在污水處理中,用于監測廢水處理過程中的氧化還原狀態,控制處理工藝的運行參數;在電鍍行業用于監測電鍍液的氧化還原電位,確保電鍍質量;在食品加工中用于監測食品的氧化還原狀態,評估食品的新鮮度和保質期。