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无论是便携式PH计还是在线PH在线检测仪，关键的检测传感器为PH电极，今天我们探讨一下PH电极基本原理。
电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是与测量溶液相连。

1-电极电缆线接口；2-参比电解液填充口；3-电极杆；4-电极头；

1-参比电极的Ag/AgCl参比芯；2-电解液隔膜，参比电极的隔膜；3-玻璃膜（相当于测量电极）。

用此种玻璃膜把pH值不同的两溶液隔开，膜电势的值由两边溶液的pH差值决定。如果固定一边溶液的pH值，则整个膜电势只随另一边溶液的pH值变化，因此，用它制成氢离子指示电极。

电极原理

从pH电极感应H⁺活度变化的机理可得知，一个pH电极感应H⁺活度变化的部位是玻璃膜。玻璃膜表面有一层大约0.1mm的水合层，在酸性条件下，待测溶液中的氢离子进入到水合层，在碱性条件下，水合层中的氢离子扩散到待测溶液中，这种进入和扩散过程会形成一个膜电位，即为U₁。

pH电极测定电位过程中电位变化、玻璃膜相对于测定溶液电位U₁与待测溶液的氢离子活度关系可根据Nernst方程进行推断和计算：

其中U₀=U₂+U₃+U₄

U：指示电极与参比电极间的电位；

U₀：电极标准电位,与电极结构有关；

R：气体常数（8.31441J•K^-1•mol^-1）；

Z：分析离子H⁺的电荷数（此时Z=1）；

F：法拉第常数（96484.56C·mol^-1）；

T：绝对温度K(T=t+273.15)；

Nernst方程中的斜率是指理论电极斜率，电极斜率对应于分析离子变化引起的十幂次方的电位变化，与电极的结构、温度及待测离子的电荷有关。对于一价正电荷离子(z=+1)，25℃时，理论电极斜率等于59.16mV。