氣敏電極工作原理

現(xiàn)以氨電極為例說明氣敏電極的工作原理，其電化學(xué)電池為：

當(dāng)氨氣通過透氣膜進(jìn)入內(nèi)電解液薄層時(shí)，使下列平衡發(fā)生移動(dòng)：

由于內(nèi)電解液中NH嬃離子濃度保持恒定,根據(jù)質(zhì)量作用定律，氨的分壓（正比于試樣中的氨濃度）與氫離子活度成反比。因此，由玻璃電極測(cè)得的薄層溶液pH值的變化即可計(jì)算試樣中氨或銨離子（經(jīng)預(yù)處理后）的濃度。

測(cè)量范圍 :

5 x 10-7 - 1.0 M

0.01 - 17,000ppm

最佳測(cè)量溫度 : 0 - 50℃

填充液型號(hào) : 951202

校正標(biāo)準(zhǔn)液型號(hào) : 951006 ，0.1 M NH4Cl

ISA型號(hào) : 951211

電極膜（20片）型號(hào) : 951204

電極膜套（3個(gè)）型號(hào) : 951205

測(cè)量時(shí)，試樣中的氣體通過透氣膜或空隙進(jìn)入中介液并發(fā)生作用，引起中介液中某化學(xué)平衡的移動(dòng)，使得能引起選擇電極響應(yīng)的離子的活度發(fā)生變化，電極電位也發(fā)生變化，從而可以指示試樣中氣體的分壓。

如氨氣敏電極，以pH玻璃電極為指示電極，透氣膜為聚偏四氟乙烯，中介質(zhì)為NH4Cl溶液，NH3穿過透氣膜進(jìn)入NH4Cl溶液，引起下列平衡的移動(dòng)：

可視不變，所以

則pH玻璃的電極電位就表示為：

同理可以做成CO2、NO2、H2S、SO2等氣敏電極，見下表所示：

氣敏電極的品種及性能表

氣敏電極亦被稱為氣體擴(kuò)散電極,是應(yīng)用離子選擇電極最近發(fā)展起來的一種新型電極,。這種間接傳感氣體的電極,使用的氣透膜不能滲透離子,而把測(cè)試溶液與內(nèi)溶液分開,內(nèi)溶液位于擴(kuò)散膜與內(nèi)玻璃pH電極或離子選擇電極之間,當(dāng)氣體擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)溶液反應(yīng)達(dá)成平衡后,由內(nèi)電極作出響應(yīng),所以選擇性特別好。CO2電極是最先的一種,同一原理又有所謂氣隙電極,用氣隙代替氣透膜,傳感電極表面貼有泡沫塑料潤濕電解液。氣敏電極應(yīng)用普遍的有NH3。

氣敏電極是一種氣體傳感器，由離子選擇電極（如pH電極等）作為指示電極，與外參比電極一起插入電極管中組成復(fù)合電極，電極管中充有特定的電解質(zhì)溶液――稱為中介液，電極管端部緊靠離子選擇電極敏感膜處用特殊的透氣膜或空隙間隔把中介液與外測(cè)定液隔開，構(gòu)成了氣敏電極。

按構(gòu)型不同，氣敏電極可分為兩種：①隔膜式氣敏電極，采用平板式離子選擇性電極為指示電極，它和參比電極一起置于頂端有透氣膜的外套管內(nèi)，管中充有內(nèi)電解液，離子選擇性電極的敏感膜緊貼透氣膜，兩者之間只有極薄的液層，當(dāng)電極插入試液或置于氣體樣品中時(shí)，待測(cè)的氣體擴(kuò)散通過透氣膜進(jìn)入薄層溶液，引起其中某一離子活度的變化，它可以通過由離子選擇性電極和參比電極所組成的電池來進(jìn)行測(cè)量。

②氣隙電極，無透氣膜，整個(gè)電極系統(tǒng)在密閉的容器內(nèi)直接懸于樣品上方，待測(cè)氣體通過空氣層擴(kuò)散進(jìn)入附著于離子選擇性電極敏感表面的內(nèi)電解液薄層中。 舉例：

1、基于酸堿平衡的氣敏電極。如二氧化碳電極和二氧化硫電極等；

2、基于絡(luò)合平衡的氣敏電極。如氨電極和氰氫酸電極等；

3、直接響應(yīng)由被測(cè)氣體本身轉(zhuǎn)化的離子。如二氧化氮電極和氟化氫電極等。常用的透氣膜有硅橡膠、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯等。

氣敏電極有較高的選擇性，它不受試樣中離子的直接干擾，但電極的響應(yīng)速度較慢，對(duì)溫度的變化也十分敏感。氣敏電極的主要應(yīng)用領(lǐng)域有水質(zhì)分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生化檢驗(yàn)、土壤和食物分析，還用于自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。

其中一種分法：