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“不惑之年”的ROSS™ pH電極(二)

來(lái)源:廣州博勒泰科技有限公司   2022年01月18日 10:23  

在上一期的推文中,我們向大家介紹了“最普通”的測(cè)量之一——pH測(cè)量,以及第一支使用碘/三碘離子(I2/I3-)參比體系的電極——?ROSS電極的誕生

 

今天,我們?yōu)槟敿?xì)介紹Ross電極的獨(dú)到之處

 

高效

 

傳統(tǒng)的pH電極以作為Ag/AgCl參比體系尤為常見(jiàn)。測(cè)量時(shí)溶液中的Ag+和Cl-需要達(dá)到一個(gè)溶解平衡,這就是為什么pH測(cè)量需要一定的穩(wěn)定時(shí)間。然而在不同的溫度下AgCl的溶解度不同,每次電極插到不同的樣品中由于溫度的不同,電極傳熱和參比緩沖液中的離子溶解平衡都需要時(shí)間,使得Ag/AgCl參比體系的測(cè)量穩(wěn)定時(shí)間比較長(zhǎng),往往需要3-5分鐘的時(shí)間,這對(duì)需要數(shù)據(jù)精確而且每天測(cè)量很多樣品的人來(lái)講是比較痛苦的事情。

ROSS電極中的I2/I3-在水中溶解性比較好,而且溶解度受溫度影響極小,能夠在大約30秒左右的時(shí)間里達(dá)到平衡,使得測(cè)量時(shí)間大幅度縮短,顯著提升了測(cè)量效率。

 

穩(wěn)定

 

傳統(tǒng)電極中的AgCl溶解度隨溫度的升高而升高,然而在溫度下降時(shí),AgCl溶解度變小,析出的AgCl晶體未必能沉積在初始的位置,而是可能沉積在參比電極內(nèi)部的任何地方,例如液接界面上。由于液接界面往往采用的是多孔陶瓷,這就可能導(dǎo)致界面的接觸不良,影響數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

ROSS電極中參比離子的溶解性非常穩(wěn)定,不會(huì)有析出,測(cè)量的數(shù)據(jù)也就更加穩(wěn)定,不易有數(shù)據(jù)漂移的現(xiàn)象。

圖片

傳統(tǒng)電極和ROSS電極都從25℃,pH4.01的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液中取出后立即測(cè)量75℃,pH4.13的溶液。ROSS電極在30秒左右的時(shí)間里讀數(shù)趨于穩(wěn)定,而傳統(tǒng)電極需要4分鐘的時(shí)間。隨后回測(cè)原標(biāo)準(zhǔn)緩沖液,ROSS電極讀數(shù)迅速恢復(fù),而傳統(tǒng)電極依然需要數(shù)分鐘的時(shí)間。

 

準(zhǔn)確

 

正是因?yàn)镽OSS電極ju有高效和穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì),這兩大優(yōu)勢(shì)又為ROSS電極帶來(lái)了高于傳統(tǒng)電極的測(cè)量準(zhǔn)確度。

 

如果使用同一緩沖液并進(jìn)行自動(dòng)溫度補(bǔ)償時(shí),ROSS電極的測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá) ±0.03 pH,精度可達(dá) ±0.01 pH,而傳統(tǒng)電極的準(zhǔn)確度通常要比ROSS電極低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

 

耐用

 

除了參比體系的優(yōu)勢(shì),ROSS電極的設(shè)計(jì)本身也非常具有創(chuàng)新性。

 

仔細(xì)觀察ROSS電極,會(huì)發(fā)現(xiàn)它的參比電極的位置距離測(cè)量電極較遠(yuǎn),而且參比電極本身被設(shè)計(jì)成螺旋形,與傳統(tǒng)電極有明顯的區(qū)別。這種“螺旋管式”的設(shè)計(jì)為電極提供了兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)顯著延長(zhǎng)通往參比電極的擴(kuò)散路徑,最大限度地減少了參比電極附近由于填充液通過(guò)參比液接界擴(kuò)散到內(nèi)部電解質(zhì)引起的變化。通過(guò)將顆粒物或聚合物摻入內(nèi)部填充液,進(jìn)一步增加了有效擴(kuò)散路徑。

此外,參比填充液量相比直桿設(shè)計(jì)也有所增加。這些因素的每一個(gè)都有助于建立更持久的參比系統(tǒng);當(dāng)將這些特性結(jié)合使用時(shí),會(huì)得到更長(zhǎng)壽命的電極。例如ROSS Ultra™ 電極(超級(jí)ROSS電極)的電極帽上,有一個(gè)額外的參比填充液儲(chǔ)存器,這一設(shè)計(jì)顯著延長(zhǎng)了電極的使用壽命:可再填充電極一般可以達(dá)到兩年,低維護(hù)、凝膠填充電極為 18 個(gè)月。

圖片

 

普適

 

傳統(tǒng)電極中的AgCl溶解度隨溫度的升高而升高,然而在溫度下降時(shí),AgCl溶解度變小,析出的AgCl晶體未必能沉積在初始的位置,而是可能沉積在參比電極內(nèi)部的任何地方,例如液接界面上。由于液接界面往往采用的是多孔陶瓷,這就可能導(dǎo)致界面的接觸不良,影響數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

ROSS電極中參比離子的溶解性非常穩(wěn)定,不會(huì)有析出,測(cè)量的數(shù)據(jù)也就更加穩(wěn)定,不易有數(shù)據(jù)漂移的現(xiàn)象。

 

 

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