pH電極構造

pH電極的構造：玻璃電極使用前,必須在水溶液中浸泡,使之生成一個三層結構,即中間的干玻璃層和兩邊的水化硅膠層.浸泡后的玻璃膜示意圖：
水化硅膠層具有界面,構成單獨的一相,厚度一般為0.01～10μm.在水化層,玻璃上的Na+與H+發生離子交換而產生相界電位,也即道南電位.
水化層表面可視作陽離子交換劑.溶液中H+經水化層擴散至干玻璃層,干玻璃層的陽離子向外擴散以補償溶出的離子,離子的相對移動產生擴散電位.兩者之和構成膜電位.
將浸泡后的玻璃電極放入待測溶液,水合硅膠層表面與溶液中的H+活度不同,形成活度差,H+由活度大的一方向活度小的一方遷移,平衡時：
H+溶液== H+硅膠
E內 = k1 + 0.059 lg( a2 / a2’）
E外 = k2 + 0.059 lg(a1 / a1’）
a1 、 a2 分別表示外部試液和電極內參比溶液的H+活度；
a’1 、 a’2 分別表示玻璃膜外、內水合硅膠層表面的H+活度；
k1 、 k2 則是由玻璃膜外、內表面性質決定的常數.
由于玻璃膜內、外表面的性質基本相同,則k1=k2 , a’1 = a’2
E膜 = E外 - E內 = 0.059 lg( a1 / a2）
由于內參比溶液中的H+活度（ a2）是固定的,則:
E膜 = K′ + 0.059 lg a1 = K′ - 0.059 pH試液
用電位法測定溶液的pH值時,E電池=K+0.059pH.由于K是無法測量的,我們可以利用在相同條件下測pH值與之相近的標準緩沖溶液Es=K+0.592pH,再通過兩式來消除K,從而求得pHx=pHs+(Es-Ex)/0.0592V