淺析普羅名特PH/ORP電極的影響因素

普羅名特PH/ORP電極可由多種金屬制造，如鎳、銅、銀、銥、鉑、金等由離子晶格結(jié)構(gòu)組成，電子可在晶格內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，它們還會(huì)因同種離子的存在而產(chǎn)生電位差。 列出6 種金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位值，鉑與金的ORP 值較高，測(cè)量的靈敏度更高，與其他ORP 電極相比，鉑和金貴金屬的離子平衡活度中氧化還原電位時(shí)極低，故對(duì)ORP 的測(cè)量幾乎沒(méi)有造成任何影響；鉑可形成純化的表面，且表面易生成含氧的表層，從而使電極標(biāo)準(zhǔn)電位增高；這種氧化物/氫氧化物層主要由PtQ 或Pt(OH)2構(gòu)成，只有在確定臨界ORP 以上時(shí)，氧的化學(xué)吸附作用才開(kāi)始，隨電位增加表面保護(hù)層的厚度也增加，在大多數(shù)情況下，只達(dá)到單分子層的厚度。從可知，鉑Eh>1200mv 時(shí)，鉑離子活度>1M，鉑電極是ORP 測(cè)量的理想傳感器，此外也可使用金電極測(cè)量。
普羅名特PH/ORP電極交換電流密度
(1)影響機(jī)理
在所有電化學(xué)過(guò)程中，電子要從電極材料轉(zhuǎn)移到樣品溶液中，同樣，溶液中的電子也向電極上轉(zhuǎn)移。設(shè)電極流向溶液的電流為i+，溶液流向電極的電流為i-，在平衡狀態(tài)下兩者大小相等，其模數(shù)稱(chēng)為交換電流密度io：io=i+=i-=A/cm2 (8)交換電流密度在很大程度上取決于電極材料、氧化還原體系及其在樣品溶液中的濃度。為對(duì)交流電流密度間的關(guān)系進(jìn)行正確比較，選取1cm2 的電極面積和1g 分子濃度的溶液，這樣得出的被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)條件下的交換電流密度ioo，其數(shù)值范圍為10～10-2/cm2。圖2 說(shuō)明了交換電流密度的重要性。當(dāng)ORP 正確時(shí)，才具有高的交換電流密度i，此時(shí)i+和i-都較高，所測(cè)出的ORP 值重復(fù)性好，響應(yīng)快；當(dāng)ORP 不正確時(shí)，只有較低交換電流密度io, 此時(shí)i+和i-都較小，所測(cè)出的ORP 值重復(fù)性差，響應(yīng)慢。從而可看出，io 對(duì)的大小對(duì)ORP 測(cè)量值的影響。
(2)電極材料的影響
影響交換電流密度主要的因素是電極材料，所以O(shè)RP 測(cè)量的電極都需特殊材料制造。
(a)金屬電極材料當(dāng)選用金屬材料為Ag、Cu、Ni、Fe 等時(shí)，金屬對(duì)其本身離子的存在有反應(yīng)，所以ioo 值常常很低，以致于這類(lèi)材料制作的電極沒(méi)有實(shí)際測(cè)量ORP 的作用。
(b)鉑和金
因鉑表面化學(xué)吸附的氧氣而產(chǎn)生的單分子“氧化物”層是導(dǎo)電的，不影響電極ORP 測(cè)量的靈敏度，并保持電極電位的較高值，在樣品溶液氧化還原電位已下降時(shí)仍如此。但是，在較低ORP 溶液中測(cè)量時(shí)響應(yīng)遲緩；表面粗糙的鉑電極比表面光滑的鉑電極能吸附更多的氧，響應(yīng)更滯緩，所以宜使用表面光滑或拋過(guò)光的鉑電極。金的表面吸氧性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉑，所以有的場(chǎng)合更適宜用金。金在城市污水和工業(yè)廢水這類(lèi)含鹽的濃溶液中，能形成氰化物和鹵化物，并且溶液中存在氧，金也會(huì)很快被腐蝕，但鉑耐腐蝕能力比金強(qiáng)得多。此外，鉑比金的交換電流密度更大，所以對(duì)于天然水ORP 測(cè)定，鉑比金電極更佳，鉑還有較高的催化能力，使測(cè)量溶液能較快建立平衡，獲得較為的測(cè)量，如鍍有海綿狀鉑的鉑/氫電極就可在一般室溫下進(jìn)行高度ORP 檢測(cè)。一般ORP 測(cè)量中，強(qiáng)氧化性溶液使用金電極，氧化性溶液(含有氟化物)、天然水(江河湖塘)以及其他溶液使用鉑電極。