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pH 電極玻璃膜的構(gòu)成原理,pH 電極玻璃膜通常由特殊組成的玻璃制成,其對氫離子具有選擇性響應(yīng)。當(dāng)玻璃膜與溶液接觸時,在膜表面發(fā)生離子交換過程。玻璃膜內(nèi)含有可與溶液中氫離子進(jìn)行交換的離子位點(diǎn),如鈉離子等。當(dāng)膜浸入溶液中,溶液中的氫離子與玻璃膜表面的離子進(jìn)行交換,在膜表面形成一層水化凝膠層。在這一過程中,膜內(nèi)外的離子活度不同,從而產(chǎn)生膜電位。膜電位的形成可以用能斯特方程來描述,其表達(dá)式為:E=E0+nF2.303RTlogaH+,其中E為膜電位,E0為標(biāo)準(zhǔn)電極電位,R為氣體常數(shù),T為固定溫度,n為離子電荷數(shù),F(xiàn)為法拉第常數(shù),aH+為氫離子活度。這表明膜電位與溶液中氫離子活度的對數(shù)呈線性關(guān)系,通過測量膜電位就可以確定溶液的 pH 值。pH 電極使用前需用兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn),確保斜率≥95% 以避免測量偏差。徐匯區(qū)pH電極按需定制
pH 電極玻璃膜的不同種類,1、普通 pH 玻璃電極膜:這是最常見的類型,適用于一般水溶液體系的 pH 測量。其玻璃膜成分通?;趥鹘y(tǒng)的硅硼酸鹽玻璃,具有較好的氫離子選擇性和響應(yīng)特性,能夠在較寬的 pH 范圍內(nèi)準(zhǔn)確測量,一般為 pH 1 - 9。2、特殊用途玻璃電極膜:(1)抗高堿玻璃電極膜:針對高堿性溶液的測量需求設(shè)計(jì)。在高堿溶液中,普通玻璃膜會受到堿金屬離子的干擾,導(dǎo)致測量誤差增大。抗高堿玻璃電極膜通過調(diào)整玻璃成分,如增加鋰等元素的含量,提高對氫離子的選擇性,降低堿金屬離子的影響,從而能夠在高 pH 值(如 pH 10 以上)的溶液中準(zhǔn)確測量 pH 值。(2)耐氫氟酸玻璃電極膜:氫氟酸具有強(qiáng)腐蝕性,普通玻璃膜會被其腐蝕而無法使用。耐氫氟酸玻璃電極膜采用特殊的玻璃配方,如含有特殊的氟化物成分,能夠抵抗氫氟酸的腐蝕,適用于含氫氟酸溶液的 pH 測量。(2)低溫玻璃電極膜:在低溫環(huán)境下,普通玻璃膜的響應(yīng)速度會變慢,影響測量的準(zhǔn)確性和及時性。低溫玻璃電極膜通過優(yōu)化玻璃成分,降低玻璃的熔點(diǎn)和粘度,使得在低溫下仍能保持較好的離子交換性能和響應(yīng)速度,適用于低溫體系(如冷凍溶液、極地水樣等)的 pH 測量。在線pH電極現(xiàn)貨發(fā)酵罐pH 電極需定期驗(yàn)證,符合 HACCP 體系要求。
測量過程中電極的浸入深度、測量時間間隔以及攪拌方式與強(qiáng)度,對pH電極檢測氫離子濃度的影響,1、電極浸入深度:電極浸入樣品溶液深度不同,可能導(dǎo)致測量結(jié)果差異。浸入過淺,電極敏感膜與溶液接觸不充分,不能準(zhǔn)確反映溶液整體氫離子濃度;浸入過深,可能使電極受到額外壓力,影響敏感膜性能,還可能接觸到容器底部雜質(zhì),干擾測量。2、測量時間間隔:連續(xù)測量多個樣品時,若測量時間間隔過短,電極可能來不及完全恢復(fù)到初始狀態(tài),導(dǎo)致下一次測量結(jié)果不準(zhǔn)確。特別是在測量不同性質(zhì)樣品時,殘留上一個樣品會影響下一個樣品測量。3、攪拌方式與強(qiáng)度:攪拌樣品溶液可加速氫離子擴(kuò)散,使測量更快達(dá)到平衡,但攪拌方式和強(qiáng)度不當(dāng)會影響測量結(jié)果。過度攪拌可能產(chǎn)生氣泡,附著在電極表面,阻礙氫離子與敏感膜接觸;攪拌不均勻,溶液中氫離子分布不均勻,也會導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
pH 電極玻璃膜預(yù)處理后的保存,1、保存環(huán)境:預(yù)處理后的 pH 電極玻璃膜應(yīng)保存在合適的環(huán)境中,避免受到污染和損壞。一般建議保存在干燥、清潔且溫度相對穩(wěn)定的環(huán)境中,遠(yuǎn)離有腐蝕性氣體或強(qiáng)電磁場的區(qū)域。2、保存方式:可將電極浸泡在含有少量氯化鉀的去離子水中,保持玻璃膜的濕潤狀態(tài),防止其干燥。但要注意定期更換保存液,避免保存液變質(zhì)影響電極性能。需要選擇適合電極的保存環(huán)境,如此能提高pH電極的使用壽命,使之測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,減少資源消耗,節(jié)約運(yùn)營成本。發(fā)酵過程中pH 電極需與 DO(溶解氧)傳感器協(xié)同監(jiān)測。
pH 電極:工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能感知節(jié)點(diǎn),在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展中,pH 電極作為智能感知節(jié)點(diǎn),為工業(yè)生產(chǎn)的智能化升級注入了新的活力?;谄鋵θ芤?pH 值的快速、準(zhǔn)確測量原理,pH 電極與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合。在化工、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)線上,pH 電極實(shí)時采集反應(yīng)體系或工藝流程中的 pH 值數(shù)據(jù),并通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至云端或本地服務(wù)器。企業(yè)管理人員和技術(shù)人員可以通過手機(jī)、電腦等終端設(shè)備實(shí)時查看 pH 值數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。同時,結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),根據(jù) pH 值數(shù)據(jù)預(yù)測生產(chǎn)過程中的潛在問題,提前采取措施,優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。pH 電極憑借其智能化的感知能力,成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的重要組成部分。便攜式pH 電極需低功耗設(shè)計(jì),延長電池壽命。泰州信息化pH電極
pH 電極響應(yīng)時間≤3 秒,內(nèi)置溫度補(bǔ)償模塊,自動校正溫差對測量的影響。徐匯區(qū)pH電極按需定制
Ta?O?對玻璃膜性質(zhì)及pH電極性能影響的量化研究,1、對玻璃膜結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的影響:在 Li?O - La?O? - SiO?系統(tǒng)玻璃膜中加入 Ta?O?,Ta?O?能夠參與玻璃網(wǎng)絡(luò)的形成,部分 Ta??離子可以進(jìn)入玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,起到網(wǎng)絡(luò)中間體的作用。通過 NMR(核磁共振)等技術(shù)可以觀察到玻璃網(wǎng)絡(luò)中 Ta - O 鍵的形成,并且隨著 Ta?O?含量的增加,Ta - O 鍵的相對含量會發(fā)生變化。例如,當(dāng) Ta?O?含量從 a?% 增加到 a?% 時,Ta - O 鍵在玻璃網(wǎng)絡(luò)中的相對含量可能從 b?% 增加到 b?%。/2、對電極性能的影響:這種結(jié)構(gòu)變化對電極性能有積極影響。研究表明,在 Li?O - La?O? - SiO?系統(tǒng)中加入摩爾分?jǐn)?shù)為 2% 的 Ta?O?可提高敏感玻璃的耐水性與電導(dǎo)率。從量化角度,耐水性的提高可通過在一定時間的水浸泡實(shí)驗(yàn)后,測量玻璃膜的質(zhì)量損失或離子溶出量來表征。電導(dǎo)率的提高則可以通過交流阻抗譜等方法測量,添加 Ta?O?后,玻璃膜的電導(dǎo)率可能從 σ?增加到 σ? ,使得電極在 pH 值為 1 - 9 范圍內(nèi)具有良好的 Nernst 響應(yīng)性,電極的電勢隨時間的漂移率約為 1.5 mV/h,相比未添加 Ta?O?時的漂移率有所降低,從而提高了電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。徐匯區(qū)pH電極按需定制