盐桥的作用_盐桥的作用原理


液接电位阐释:

当组成或活度不同的两种电解质接触时,于溶液接界处因正负离子扩散通过界面的离子迁移速度差异,会导致正负电荷分离并形成双电层。此电位差被称为液体接界扩散电位,简称液接电位。

液接电位的影响要素:

主要由离子运动速度不同引起,涉及离子的浓度、电荷数、迁移速度、溶剂性质及液接方式。

液接电位的大小通常不超过30mV。

其稳定性特点为不稳定,因扩散过程不可逆。液接电位的存在使得实验中难以获得稳定的实验数值,成为电位分析的主要误差来源之一。

减免液接电位的方法:

通过在两种溶液间插入盐桥以替代直接的溶液接触,从而达到稳定和减少液接电位的效果。

盐桥溶液的条件:

需具备阴阳离子迁移速度相近、高浓度、不与溶液发生反应或不干扰测定等特点。

盐桥作用的原理:

由于盐桥中电解质浓度高,两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥。这使得两个新界面上产生的液接电位稳定且可再现。又因盐桥中正负离子迁移速度相近,两个新界面上的液接电位方向相反、数值几乎相等,从而使总液接电位减小至最低甚至接近消除。

例如,0.1mol/L HCl与0.1mol/L KCl之间的液接电位约为27mV,加入饱和氯化钾盐桥后,接界电位减小至1mV以下。

常用盐桥溶液:包括饱和氯化钾溶液、4.2mol/L KCl、0.1mol/L LiAc和0.1mol/L KNO3等。

盐桥的使用形式多种多样,包括单盐桥、双盐桥和固态U型盐桥等。

外盐桥溶液的作用:

其一为防止参比电极的内盐桥溶液从液接部位渗漏到试液中干扰测定;其二为防止试液中的有害离子扩散到参比电极的内盐桥溶液中影响其电极电位。

针对单盐桥与双盐桥的选择:

当盐桥溶液不影响测定时,宜使用单盐桥参比电极;否则,必须选用双盐桥参比电极。例如,232参比电极采用单盐桥,而217饱和甘汞电极则使用双盐桥。

固态U型盐桥的制备方法为:将3g琼胶与100ml饱和氯化钾溶液在水浴上加热制成溶液,然后趁热用吸气球吸入U型玻管中并充满、冷却冻结。

在电极选择方面:

单盐桥PH电极适用于常规场合,而双盐桥PH电极则适用于含有有机物、蛋白质、重金属以及含银、硫等干扰成分的测量。还有经济型PH复合电极适用于实验室及野外常规测量。塑料外壳的电极具有良好的抗冲击性。开口电极则提供快速、稳定的响应及长寿的使用期。在特殊测量中,需根据实际情况选择合适的电极长度及半径。使用可填充电解液的电极可延长其使用寿命,尤其适用于测量具有一定粘度的样品或低电导样品。双盐桥PH电极特别适合于PCB行业及特殊环境下的测量。

梅特勒-托利多的465-90双盐桥型复合电极是该公司为化工在线检测设计的专用电极,针对有害介质测量而设计。其技术指标包括广泛的pH值范围(0~14)、温度范围(0~130C)及压力范围(加压型护套内)。其外参比部分采用双盐桥结构,既不影响测量电极的电位又能有效阻断游离氯的干扰。其液络陶瓷芯结构稳固且不易脱落,允许电极在大压差下使用。该电极的年电解液消耗量极低(少于200ml),远低于传统横河电极的消耗量。在应用中可通过提高电极内压来避免反渗透问题而无需担心电解液消耗过快。该电极提供了灵活的施压方式,既可用干燥的压缩空气施压也可使用提供的气筒施压;其护套气密性极佳且加压一次可保持一个月以上,维护十分方便。