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pH測量電路

在<<pH測量原理之玻璃電極與膜電位>>一文中我們,得到結(jié)論:

由于玻璃電極內(nèi)外壁存在空穴,且空穴中的”氫離子團(tuán)”呈現(xiàn)正電勢,內(nèi)外壁空穴中的”氫離子團(tuán)”會在電荷力的作用下,相互排斥,導(dǎo)致外部H+濃度的改變,會影響到內(nèi)部空穴中的“氫離子團(tuán)”的電荷量,進(jìn)而影響到內(nèi)部電極上測量出的電勢。

我們通常會用如下電路進(jìn)行簡單場合的pH測量

pH電極分為兩部分,一部分是功能工作電極,一部分是參比電極;當(dāng)兩種電極都沒有損壞時:
其中參比電極的電勢相對與標(biāo)準(zhǔn)零電勢的電位是恒定的,不會隨著外部溶液改變而改變。
而工作電極我們在<<pH測量原理>>的一系列文章中分析過,其電勢相對于標(biāo)準(zhǔn)零電勢跟外部氫離子濃度成相關(guān)性。
所以工作電極的電勢相對于參比電極的電勢,也與外部氫離子濃度成相關(guān)性。
之所以要用參比電極而不是用標(biāo)準(zhǔn)零電勢電極,是因為參比電極更容易制造。
同時,大部分電極廠家在制作電極的時候,會根據(jù)玻璃的成分比例,以及所選用的參比電極類型,調(diào)制相應(yīng)的電極填充液,這種填充液能夠讓工作電極和參比電極,在pH為7.0的溶液中,兩者的電勢相等。
這樣一來,當(dāng)電極放置與pH<7的溶液時,工作電極電勢>參比電極,電勢差隨著pH的降低而增大;

當(dāng)電極放置于pH>7的溶液時,工作電極電勢<參比電極,電勢差隨著pH的升高而增大;
下圖為常見的參比電極電勢

在單電源供電的電路中,沒有辦法處理負(fù)電壓的情況,所以我們需要把參比電壓抬高,需要保證無論工作電極的電壓大于還是小于參比電極,最終進(jìn)入運(yùn)放的電壓都是正電壓。

R24/200K 和C20/0.1uf 構(gòu)成了一個低通濾波器,截至頻率為f= 1/2πRC,即8 Hz。

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