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原电池型和极谱型溶氧电极有什么区别?

发布日期:2022-07-18      浏览次数:130
溶氧电极可以用来测量现场或实验室内被测样品水溶液内的溶氧含量。由于溶解氧是水的质量的主要指标之一,因此溶氧电极可广泛用于各种场合下的溶氧含量的测量,尤其是养殖水、光合作用和呼吸作用及现场测量。

溶氧电极是由一透气膜覆盖的电流型电极,一般分为两类:原电池型和极谱型。

(1)原电池型电极:一般由贵金属,如白金、金或银构成阴极 ;由铅构成阳极。在电解质如KCl或醋酸铅存在下便形成PbCl2或Pb(AcO)2,原电池型电极无需外加电压。当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时,产生下式反应。

  

即:氧在银阴极上被还原为氢氧根离子,并同时向外电路获得电子 ;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀,生成铅酸氢钾,同时向外电路输出电子。接通外电路之后,便有信号电流通过,其值与溶氧浓度成正比。

(2)极谱型电极:极谱型电极需要外加 0.6--0.8V 的极化电压。一般由贵金属,如白金或金构成阴极 ;由银构成阳极。当在阴、阳极间加一定的极谱(极化)电压时,水中溶解氧渗过透氧膜后,在阴极上还原产生与氧浓度成正比例的扩散电流,其电极反应为:

 

(3)极谱型与原电池型的区别

极谱型电极一般寿命较长,但价格较贵。输出电流相差几个数量级。电极响应时间一般为 90s。用来测定 Kla (体积溶氧系数)或过渡现象似乎较困难。有些电极的响应可以做到 30s 以下。极谱型电极的阴极表面做得很小,一般其直径在 1-50μm 的范围,形成的还原电流在 nA 级,因此要专门的电子放大装置。一般阴极材料的要求很高,如白金或银纯度在 99.999% 以上。原电池型电极的表面要求平面光滑,其面积大小与还原电流成正比。一般直径采用5-10mm.。其还原电流在28℃时为5-25μA,因此,不用专门的电子放大器便可通过串联一电位器直接接到全程5或10mV 的自动电位差记录仪上。原电池型的阳极材料同样要求很高,纯度在 99.999% 以上。一般阳极作成圆筒状,其表面积需阴极面积大数十倍,这对极谱型电极容易做到,故它可以做得较小。原电池型的阳极就得大许多,才能满足这种比例要求。


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