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      影響土壤ORP檢測精度的因素
      點擊次數:22 發布時間:2019-04-16
          影響土壤ORP檢測精度的因素

        電極選擇

        土壤ORP檢測電極可由多種金屬制造,如鎳、銅、銀、銥、鉑、金等由離子晶格結構組成,電子可在晶格內部運動,它們還會因同種離子的存在而產生電位差。列出6種金屬的標準電位值,鉑與金的ORP值較高,測量的靈敏度更高,與其他ORP電極相比,鉑和金貴金屬的離子平衡活度中氧化還原電位時極低,故對ORP的測量幾乎沒有造成任何影響;鉑可形成純化的表面,且表面易生成含氧的表層,從而使電極標準電位增高;這種氧化物/氫氧化物層主要由PtQ或Pt(OH)2構成,只有在確定臨界ORP以上時,氧的化學吸附作用才開始,隨電位增加表面保護層的厚度也增加,在大多數情況下,只達到單分子層的厚度。從可知,鉑Eh>1200mv時,鉑離子活度>1M,鉑電極是ORP測量的理想傳感器,此外也可使用金電極測量。

        交換電流密度

        (1)影響機理

        在所有電化學過程中,電子要從電極材料轉移到樣品溶液中,同樣,溶液中的電子也向電極上轉移。設電極流向溶液的電流為i+,溶液流向電極的電流為i-,在平衡狀態下兩者大小相等,其模數稱為交換電流密度io:io=i+=i-=A/cm2(8)交換電流密度在很大程度上取決于電極材料、氧化還原體系及其在樣品溶液中的濃度。為對交流電流密度間的關系進行正確比較,選取1cm2的電極面積和1g分子濃度的溶液,這樣得出的被認為是標準條件下的交換電流密度ioo,其數值范圍為10~10-25A/cm2。圖2說明了交換電流密度的重要性。當ORP正確時,才具有高的交換電流密度i,此時i+和i-都較高,所測出的ORP值重復性好,響應快;當ORP不正確時,只有較低交換電流密度io,此時i+和i-都較小,所測出的ORP值重復性差,響應慢。從而可看出,io對的大小對ORP測量值的影響。

        (2)電極材料的影響

        影響交換電流密度最主要的因素是電極材料,所以ORP測量的電極都需特殊材料制造。

        (a)金屬電極材料當選用金屬材料為Ag、Cu、Ni、Fe等時,金屬對其本身離子的存在有反應,所以ioo值常常很低,以致于這類材料制作的電極沒有實際測量ORP的作用。

        (b)鉑和金

        因鉑表面化學吸附的氧氣而產生的單分子"氧化物"層是導電的,不影響電極ORP測量的靈敏度,并保持電極電位的較高值,在樣品溶液氧化還原電位已下降時仍如此。但是,在較低ORP溶液中測量時響應遲緩;表面粗糙的鉑電極比表面光滑的鉑電極能吸附更多的氧,響應更滯緩,所以宜使用表面光滑或拋過光的鉑電極。金的表面吸氧性遠遠低于鉑,所以有的場合更適宜用金。金在城市污水和工業廢水這類含鹽的濃溶液中,能形成和鹵化物,并且溶液中存在氧,金也會很快被腐蝕,但鉑耐腐蝕能力比金強得多。此外,鉑比金的交換電流密度更大,所以對于天然水ORP測定,鉑比金電極更佳,鉑還有較高的催化能力,使測量溶液能較快建立平衡,獲得較為精確的測量,如鍍有海綿狀鉑的鉑/氫電極就可在一般室溫下進行高精確度ORP檢測。一般ORP測量中,強氧化性溶液使用金電極,氧化性溶液(含有氟化物)、天然水(江河湖塘)以及其他溶液使用鉑電極。

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