電位法與電分析方法

玻璃電極(glass electrode)

看看任何一支 pH 探頭尖端的那個球泡——那層薄而脆的特殊玻璃圓頂,才是真正在做感測的部分。玻璃通常被我們當作絕緣體,它居然能感測酸度,聽起來有點奇怪;秘訣在於這層玻璃極薄的水化層會悄悄與溶液交換氫離子,而這種交換建立起一個電壓。簡而言之,玻璃電極是最早、至今仍最常見的 pH 傳感器。

正式地說,玻璃電極是一種離子選擇性指示電極,其薄玻璃膜產生的電位(遵循能斯特關係)取決於周圍溶液的氫離子活度——也就是它的 pH。典型探頭把這層玻璃膜與一個內置內參比組合在一起;在複合電極中,連外參比也一併裝進同一個外殼裡,以便使用。

它之所以重要,是因為它讓快速、直接的 pH 測量在化學、生物、醫學、食品和環境領域成為常規,取代了較慢的顏色指示劑。需要誠實說明的注意事項是真實存在的:球泡很脆且必須保持水化,在強酸、強鹼或非水樣品中響應會變慢,而在極高 pH 下會出現「鹼差」,讓鈉離子混入,使讀出的 pH 偏低——所以用新鮮緩衝液校準和輕拿輕放,並非可有可無。

在測量土壤水的 pH 之前,技術員先把玻璃電極浸泡復活,再把它依次插入 pH 4.00 和 pH 7.00 緩衝液中校正斜率和零點;只有這樣,對未知樣品的讀數才有可信的意義。

一層薄玻璃膜感測氫離子活度,也就是 pH。

你買到的大多數「pH 探頭」其實是複合電極:玻璃感測電極和它的參比電極被裝進同一根桿裡。如果讀數漂移或無法校準,參比液接界的嫌疑往往不亞於玻璃本身。

又稱
pH glass electrode玻璃电极玻璃電極玻璃膜电极