選擇合適的參比電極需要綜合考慮多個因素,以下是一些關(guān)鍵的要點(diǎn):
1.溶液成分:如果溶液中含有能與參比電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),如含有硫化物的溶液會與銀 - 氯化銀電極反應(yīng)生成硫化銀,影響電極性能,此時應(yīng)避免使用該電極,可考慮使用甘汞電極等。對于強(qiáng)堿性溶液,玻璃電極可能會受到腐蝕,導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確,而汞 - 氧化汞電極在堿性條件下則更為適用。
2.溫度:不同參比電極的適用溫度范圍不同。例如,飽和甘汞電極在溫度較高時,由于氯化鉀溶解度的變化,會導(dǎo)致電位不穩(wěn)定,一般適用于溫度低于 80℃的體系;而銀 - 氯化銀電極在高溫下的穩(wěn)定性相對較好,可用于較高溫度的測量。
壓力:在一些特殊的實(shí)驗條件下,如高壓環(huán)境,需要選擇能夠承受相應(yīng)壓力且電位穩(wěn)定的參比電極。一般來說,常規(guī)的參比電極在一定壓力范圍內(nèi)能保持性能穩(wěn)定,但在高壓極端條件下,可能需要特殊設(shè)計的參比電極。
3.高精度測量:對于要求高精度測量的場合,如科研中的電化學(xué)研究,需要選擇電位穩(wěn)定性高、重現(xiàn)性好的參比電極。例如,標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位定義明確,精度高,但操作復(fù)雜,常用于高精度的基準(zhǔn)測量;銀 - 氯化銀電極的電位精度也較高,且使用相對方便,在許多高精度測量中也被廣泛應(yīng)用。
一般精度測量:在一些工業(yè)生產(chǎn)過程中的監(jiān)測或一般的分析測試中,對測量精度要求相對較低,可選擇一些性能較為穩(wěn)定且成本較低的參比電極,如飽和甘汞電極,能滿足一般的測量需求,且價格相對便宜,維護(hù)簡單。
4.穩(wěn)定性:參比電極的電位穩(wěn)定性是選擇的重要因素之一。穩(wěn)定性好的電極能夠在較長時間內(nèi)保持電位恒定,減少測量誤差。例如,汞 - 氯化亞汞電極(甘汞電極)的電位穩(wěn)定性較好,但在含有強(qiáng)氧化劑或還原劑的溶液中,其穩(wěn)定性可能會受到影響;而銀 - 氯化銀電極在大多數(shù)情況下電位穩(wěn)定性較高,尤其在中性和酸性溶液中表現(xiàn)良好。
5.壽命:電極的使用壽命也是需要考慮的因素。一些電極由于材料的損耗或中毒等原因,壽命較短,需要定期更換。例如,在含有大量雜質(zhì)離子的溶液中使用的離子選擇性電極,可能會因為敏感膜的污染或老化而縮短壽命;而氫電極由于其對環(huán)境條件較為敏感,在實(shí)際使用中的壽命也可能受到限制。
6.成本:不同參比電極的成本差異較大。在滿足測量要求的前提下,成本也是選擇的一個重要考慮因素。例如,金電極等貴金屬電極成本較高,一般只在特殊的高要求場合使用;而普通的碳電極成本較低,可用于一些對成本敏感的常規(guī)測量。