Điện cực đo PH và phương pháp lựa chọn
Điện cực đo antimon là một bán kim loại có bề mặt hoạt động antimon nguyên chất. Sự tiếp xúc antimon của điện cực trải qua phản ứng hóa học để tạo ra lớp oxit hydro. Sở dĩ điện cực antimon có thể phản ứng với pH giống như các điện cực khác là vì lớp oxit này có thể cảm nhận được pH. Tuy nhiên, điện cực antimon không tốt bằng điện cực bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion hoặc thủy tinh (ISFET) để đo, vì phản ứng của chúng với pH và nhiệt độ là phi tuyến tính. Nhiệt độ tiêu chuẩn của nó được giới hạn ở 0-80~C và phạm vi pH tiêu chuẩn là 2-11. Phản ứng oxy hóa hoặc biến dạng có thể làm gián đoạn quá trình đo điện cực antimon. Ví dụ, quá trình oxy hóa hoặc biến dạng do sự hiện diện của clo hoặc sulfite. Bởi vì các điểm tiếp xúc antimon có thể phản ứng với quá trình oxy hóa hoặc biến dạng có thể xảy ra. Điện cực antimon hiện nay hiếm khi được sử dụng để đo pH mà chỉ được sử dụng trong các quy trình chứa dung dịch axit hydrofluoric. Bởi vì dung dịch axit hydrofluoric có giá trị pH nhỏ hơn hoặc bằng 4 có thể nhanh chóng làm hỏng các điện cực bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion hoặc thủy tinh (ISFE). Tuy nhiên, việc sử dụng điện cực antimon trong dung dịch axit flohydric cũng còn hạn chế vì khó đạt được kết quả đo khi giá trị pH nhỏ hơn hoặc bằng 2.
Điện cực đo thủy tinh bao gồm một cơ chế thủy tinh đặc biệt có thể phát ra tín hiệu mV thay đổi theo độ pH. Điện cực thủy tinh thường thể hiện phản ứng mV rất tuyến tính với các giá trị pH nằm trong khoảng từ 1 đến 12. Các nhà sản xuất điện cực thủy tinh thường cung cấp các điện cực có độ dày khác nhau để phù hợp với các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Ví dụ: điện cực thủy tinh có nhiệt độ từ 0 đến 80~C hoặc 20 đến 110~(2) là phù hợp. Mặc dù vậy, các điện cực thủy tinh dày vẫn dễ vỡ và dễ bị gãy, vỡ. Sử dụng điện cực thủy tinh trong dung dịch có độ pH lớn hơn hoặc bằng 11 có thể dẫn đến sai số về natri, so với các dung dịch có nồng độ hydro thấp hơn, điện cực thủy tinh thường phản ứng nhanh hơn với các dung dịch có nồng độ natri cao hơn. Các dung dịch khác như kali cũng dễ xảy ra phản ứng này. Kết quả đo pH thấp hơn giá trị thực thường xảy ra ở pH 0,1 đến 0, 3. Dung dịch pH cao cũng có thể ăn mòn điện cực. Dung dịch nhiệt độ cao và pH cao có thể ảnh hưởng đến phản ứng của điện cực thủy tinh với pH và làm giảm tuổi thọ của chúng. Điện cực thủy tinh dày hơn được sử dụng cho các dung dịch có độ pH cao. Ngược lại, trong các dung dịch có độ pH thấp, chẳng hạn như pH nhỏ hơn hoặc bằng 1, điện cực thủy tinh sẽ tạo ra sai số axit. Do tỷ lệ axit và nước trong dung dịch cao nên phản ứng của màng thủy tinh và điện cực sẽ bị ảnh hưởng. Ngoài ra, các dung dịch có nồng độ axit cao có thể ảnh hưởng đến độ chính xác và điều quan trọng cần lưu ý là axit hydrofluoric có thể ăn mòn và cuối cùng làm hỏng điện cực thủy tinh. Một nguyên tắc chung là axit hydrofluoric hoặc dung dịch có độ pH nhỏ hơn hoặc bằng 4 sẽ làm giảm tuổi thọ của điện cực thủy tinh. Lời giải thích chính xác hơn là các điện cực thủy tinh không ổn định và có thể bị ăn mòn khi đo trong axit flohydric 10 mol/L. So với điện cực thủy tinh, điện cực đo antimon có khả năng chống ăn mòn axit hydrofluoric mạnh hơn nhiều.
3 Điện cực đo bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm ion (ISFET) đã được sử dụng làm cảm biến từ những năm 1970, nhưng nó chỉ mới được sử dụng gần đây trong đo lường công nghiệp. Nguyên nhân chính là do thiết kế của điện cực ISFET thường gây ra sai số đo và cần phải hiệu chuẩn thường xuyên hàng ngày. Transistor hiệu ứng trường nhạy cảm với ion (hiệu suất ISFET. So với điện cực thủy tinh, nó không có sai số natri và sai số axit trong dung dịch có độ pH thấp nhỏ hơn nhiều so với điện cực thủy tinh. Phản ứng oxy hóa/biến dạng sẽ không làm gián đoạn phản ứng pH của trường nhạy cảm với ion -các bóng bán dẫn hiệu ứng Trên thực tế, cho đến nay người ta vẫn chưa phát hiện thấy nó bị gián đoạn bởi bất kỳ trường hợp nào. Các điện cực bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion có thể cung cấp phản ứng mV tuyến tính chính xác từ pH 0-14. trong phạm vi pH l2, và điện cực antimon chỉ có thể phản ứng trong phạm vi pH 1l. Hơn nữa, nó vốn rất chắc chắn, trong khi điện cực thủy tinh lại dễ vỡ trong nhiều môi trường đo lường, điện cực pH của bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion là. ít bị ăn mòn hóa học, nhiễm bẩn đầu dò và hư hỏng chung hơn so với điện cực antimon hoặc thủy tinh. Tuy nhiên, thiết kế hiện tại vẫn có những sai sót trước các dung dịch ăn mòn ở nhiệt độ cao hơn điện cực thủy tinh, mặc dù nó có thể duy trì độ chính xác của phép đo tốt hơn thủy tinh. hoặc điện cực antimon. Axit flohydric cũng có thể nhanh chóng làm hỏng nó. Ngoài ra, một số ăn mòn hóa học thực sự gây ra sự ăn mòn nghiêm trọng hơn các điện cực bóng bán dẫn hiệu ứng trường nhạy cảm với ion so với các điện cực thủy tinh hoặc antimon.
