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“百毒不侵”的pH电极,重装上阵!

“百毒不侵”的pH电极,重装上阵!

唐贞观十七年(公元643年),直言敢谏的魏征病死了; 唐太宗很难过,流着泪说:

夫以铜为镜,可以正衣冠;

以史为镜,可以知兴替;

以人为镜,可以明得失。

pH 分析仪于过程控制,可谓是"铜"、是"史"、是 "人",可以正工艺,知风险,明效益。因此,精确测量pH对现代化生产工艺至关重要。

No.1 pH测量方法

测量pH值的测量工具,需要对溶液中决定pH值的H+敏感(图1:E3); 目前使用最广泛的是对氢离子敏感的玻璃pH测量电极,通过电势差E4(图1)反应溶液中H+的活度。

但是,仅单独通过观察H+敏感电极的电位无法提供完整准确的信息; 因此, 需要一支参比电极,该参比传感器为pH传感器提供参比信号或电位,计算这两支电极之间的差值,确定被测溶液的pH值。

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图1:pH复合电极的关键部位·

E1 参比导出系统的电位

 

E2 隔膜或扩散电位

 

E3 与pH相关的电位(外层敏感膜)

 

E4 玻璃膜不对称电位

 

E5 与pH相关的电位(内表面电位)

 

E6 内参比导出线电位

No.2 参比电极要求

参比电极必须对溶液中氢离子活度无响应,具有已知和恒定的电极电位。

参比电极种类有氢电极、硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等几种,最常用的是银/氯化银(Ag | AgCl | KCl溶液)电极。

参比电极在测量电池中的作用是提供并保持一个固定的参比电势,因此对参比电极的要求是电势稳定、重现,温度系数小,有电流通过时极化电势小,不易受外界环境的影响。

No.3 困惑:参比中毒

对传统pH电极而言,过程溶液中的某些离子有时会穿过隔膜孔进入参比腔,与参比液或参比电极元件发生反应,引发暂时或持久性的参比电极损害,导致参比电极中毒。

氯碱过程中的测量环境就非常恶劣,非常容易导致传统pH参比电极中毒,特别是电解槽的阳极侧测量点,氯化钠盐水含有游离氯, ClO-等能与参比液中氯化钾反应生成沉淀物,这些沉淀物往往沉积在玻璃电极的隔膜上,导致隔膜堵塞造成测量不稳定和漂移;同时,这些离子也能够“逆流而上” , 通过隔膜孔扩散至参比电极内,并侵蚀参比系统,导致pH测量值不准确,并缩短传感器使用寿命。

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表:电解质溶解度

No.4 曙光:“百毒不侵”的参比系统

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图2:InPro4850i pH传感器

梅特勒-托利多InPro4850i pH传感器, 采用双敏感膜设计。

双膜设计工作原理

双敏感膜pH电极与传统型pH电极之间测量技术的主要区别在于钠参比 (pNa) 系统,参比电极使用对钠离子敏感的玻璃膜,该敏感膜对于过程介质中的钠离子非常敏感,以盐水中的钠离子溶液作为参比。

pNa参比系统(图3)为密封系统、无隔膜,因此,氧化剂不会进入电极从而腐蚀参比系统、也不会有参比液和测量溶液的反应;非常适合氯碱过程盐水pH的测量。

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图3:双膜pH电极结构

InPro4850i 传感器独立玻璃膜解析

✔第一个玻璃膜是参比电极:采用对钠离子敏感的玻璃膜,由于氯碱电解槽中的钠浓度相对稳定,因此 InPro4850i 可使用盐水作为参比。

✔第二个玻璃膜是测量电极:对pH值敏感,其测量原理与大多数 pH电极上玻璃膜相同。通过测量两种玻璃膜之间的电位差,可精确测定溶液的pH值。

✔特有功能:InPro4850i pH电极可同时测量ORP,侧面设计铂金贴片,提供氯碱工艺中非常重要的ORP测量参数,节省企业购买、安装成本。

钠离子参比系统采用密封设计:没有隔膜,从而避免了传感器堵塞或中毒的可能性,因此无需经常性的清洁与校准。大大延长电极使用寿命、提高测量精度、减少维护成本。

No.5 智能电极管理系统(ISM)

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梅特勒-托利多InPro4850i pH传感器, 具有智能电极管理功能;

数字信号,确保100%信号完整性,完全没有电气干扰和信号失真,确保稳定精确测量。

ISM智能传感器管理技术,即插即测,且可通过传感器自身诊断信息进行预防性维护。

免费试用

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王妍
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