一、电位测量精度验证
1. 基准电极对比法(实验室场景)
操作步骤:
将待检测的 Ag/AgCl 电极与已知稳定的基准参比电极(如饱和甘汞电极 SCE、标准氢电极 SHE 或另一支校准过的 Ag/AgCl 电极)同时浸入同一温度恒定的 KCl 溶液(浓度与被测电极内充液一致)。
用高阻抗电压表(内阻≥10¹² Ω)测量两电极间的电位差,每隔 5 分钟记录一次,连续监测 30 分钟。
判断标准:
若电位差波动范围≤±1 mV,且平均值与理论值偏差≤±2 mV(如 Ag/AgCl 饱和 KCl 电极与 SCE 的理论差约为 - 42 mV@25℃),则稳定性良好。
若波动 >±3 mV 或偏差 >±5 mV,提示电极存在电解液污染、镀层破损或盐桥堵塞等问题。
2. 重复测量法(工业现场场景)
操作步骤:
在相同条件下(同一溶液、温度、搅拌速度),对同一被测体系进行至少 3 次独立电位测量,每次间隔 10 分钟。
判断标准:
三次测量值的相对标准偏差(RSD)≤1%,视为稳定性合格;若 RSD>3%,需排查电极是否接触不良或响应迟缓。
二、响应时间与极化性能测试
1. 阶跃响应测试(动态稳定性)
操作步骤:
将电极快速移入不同 Cl⁻浓度的溶液(如从饱和 KCl 溶液移入 1 mol/L KCl 溶液),记录电位达到稳定值 95% 所需的时间(响应时间)。
判断标准:
正常 Ag/AgCl 电极响应时间应 <10 秒;若> 30 秒,可能是盐桥堵塞或电解液扩散受阻(如凝胶电解质干涸)。
2. 极化曲线法(抗干扰能力)
操作步骤:
通过恒电流仪对电极施加 ±10 μA 的微小极化电流,持续 1 分钟,测量极化前后的电位差(ΔE)。
判断标准:
稳定电极的 ΔE 应 <5 mV;若 ΔE>10 mV,表明电极表面活性降低或镀层存在缺陷。
三、物理状态与结构检查
1. 外观目视检查
关键观察点:
外壳完整性:玻璃 / 陶瓷外壳是否有裂纹、气泡或电解液渗漏痕迹;塑料外壳是否变形或老化开裂。
电解液状态:内充液是否澄清透明(饱和 KCl 允许少量结晶);若出现浑浊、变色(如泛黄或絮状物),提示污染或微生物滋生。
电极表面:Ag/AgCl 镀层是否均匀,有无剥落、发黑(Ag 氧化)或白色结晶析出(KCl 沉积)。
2. 盐桥通畅性测试
毛细现象法:
将电极垂直浸入蒸馏水中,观察液接界(砂芯或微孔)处是否有连续气泡冒出:
若 30 秒内有气泡缓慢上升,表明盐桥通畅;
若无气泡或气泡断断续续,提示砂芯堵塞,需清洗或更换。
电导法:
用万用表测量电极内充液与外部蒸馏水之间的电阻:
正常电阻值应 <10 kΩ;若> 100 kΩ,说明液接界阻力过大,影响离子传导。
四、长期稳定性跟踪(寿命评估)
1. 电位漂移速率监测
操作步骤:
将电极置于恒温(如 25±0.5℃)的饱和 KCl 溶液中,连续 7 天每天同一时间测量电位,记录漂移量。
判断标准:
优质电极的日漂移应≤±1 mV;若日漂移 >±3 mV / 天,或 7 天累计漂移 >±10 mV,表明电极老化或电解液变质。
2. 温度循环测试(极端环境适应性)
操作步骤:
将电极在低温(如 5℃)与高温(如 50℃)溶液间交替浸泡,每次保持 30 分钟,测量各温度下的电位与理论值的偏差(理论温度系数约为 - 0.73 mV/℃,以饱和 KCl 为例)。
判断标准:
实测温度系数与理论值偏差≤±10%,且循环 3 次后电位恢复至初始值 ±2 mV 以内,视为温度稳定性合格。
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