高校實驗室中常見電極的使用與維護

劉艷紅，龍 梅，朱 樂

（赤峰學院 化學化工學院，內蒙古 赤峰 024000）

電極類設備通過電極電勢的變化來測量待測組分的含量.具有儀器價格低、使用方便、結果較為精確等優點.隨著社會的進步和經濟的不斷發展，各種檢測手段層出不窮，其中電極類檢測被廣泛應用于工農業檢測、醫院檢驗、環境監測、科學研究等領域，也是各行實驗室常用的化學分析手段.但在實際應用中，卻常常出現對電極管理和維護不當，導致其出現電信號不穩定，從而影響實驗結果測定等問題.不同的電極使用壽命不同，如果使用或維護不當，就會使電極壽命大大縮短.所以在高校實驗室中對電極的維護和使用就顯得尤為重要.本人從事化學實驗準備多年，現將實際工作中積累的一些電極使用與維護方法整理出來，以供從事本行業的同仁參考.

1 酸度計中pH電極的使用與維護

酸度計主要是用于測量溶液的pH值，也可測量溶液的電動電勢，由此可根據pH值和電動電勢的變化來定量地溶液的含量.目前酸度計所配備的電極大多數是復合電極，其主要特點是使用比較方便，在溶液中迅速平衡，且不受還原與氧化物質的影響.

1.1 使用前應首先仔細檢查玻璃電極，前端球泡是否透明無裂痕，球泡內是否充滿溶液，不能有氣泡存在.另外實驗室所用復合電極多為可充式，第一次使用或長時間停用的pH電極在使用時，應先檢查電極內是否還有充足的補充液，如果沒有外參比溶液，及時補充復合電極的外參比補充液，外參比溶液為3mol/L氯化鉀溶液，補充液可以從上端小孔加入，加入時注意不要引入其它雜質.使用時為了保持電極內氯化鉀溶液的壓差，應將pH電極加液口所套橡膠套和下端橡膠皮套全取下.

1.2 電極使用前要在純水中浸泡十幾個小時，充分活化.

1.3 定位和斜率校準.電極在測量前必須用已知pH值的標準緩沖溶液進行定位和斜率校準.實驗室中多采用兩點法進行校準.如4.00pH（25℃）作為第一點，視具體情況把6.86pH（25℃）或9.18pH（25℃）作為第二點，一般pH電極性能較好時，標定后斜率在98%以上，性能略微下降應在95%左右，低于90%建議更換電極或重新檢查一下電極.1.4 電極的清洗.如果所測溶液含有易污染電極物質，電極就會出現鈍化，表現為平衡時間長，讀數不穩定，百分理論斜率低.為此則應根據污染物質的性質，以適當溶液清洗，使之復新[1].清洗時，應注意慎用三氯乙烯、四氯化碳、四氫呋喃、丙酮等能溶解聚碳酸樹脂的清洗液，因為保護電極的塑料柵可能會被聚碳酸樹脂把溶解，感應玻璃球表面就會被玷污或破損，使電極失效.洗液的選擇要根據污染物的性質.如污染物是無機金屬氧化物時，用低于1mol/L稀酸清洗；如污染物是有機油脂時，用弱堿性的稀洗滌劑；如污染物是樹脂高分子物質，則用酒精、乙醚等有機溶劑；如污染物是蛋白質雪球沉淀物，則5%胃蛋白酶和0.1mol/LHCl清洗；如污染物是顏料類物質，用稀的漂白液或過氧化氫清洗.

1.5 使用完畢后，應將電極沖洗干凈，套上電極保護帽，帽內應有適量的氯化鉀飽和溶液，以保持球泡的濕潤；長期不用的電極避免浸在蒸餾水中、蛋白質、酸性氟化物溶液中，并防止與有機硅油接觸.

2 參比電極的使用與維護（以甘汞電極為例）

甘汞電極作為實驗室中常用參比電極，它能和玻璃電極，銀或鉑等金屬電極，氟、氯、溴等陰離子電極以及銀、鎘、銅、鉛、鉀、鈣、鈉等陽離子離子選擇性電極構成多種不同的電極系統，連上對應的測量儀器，對上述各離子含量進行瞬時或連續監測.廣泛地應用于工農業生產以及醫學和環保等部門的科研和檢測方面.

2.1 使用前應將原來的飽和甘汞溶液用超純水洗出來，重新注入時飽和氯化鉀溶液.注意天氣溫度較高時，要少量加入一些氯化鉀固體，以免參比液出現不飽和現象，而影響測定.此過程注意不要引入灰塵或局外其它離子進入電極內部[2].

2.2 檢測環境要求.甘汞電極里的甘汞在高溫時不穩定，所以甘汞電極不能在高溫下使用.甘汞電極不宜用在酸性較強、堿性較強溶液中使用，因為此時的液體結界電位很大，而且甘汞可能被氧化.

2.3 甘汞電極使用.甘汞電極在啟用時上端的橡皮塞必須拔去，插入被測溶液的深度要適當，用后必須將其下端清洗干凈.待用的甘汞電極必須單獨放在蒸餾水中浸泡，但不得與任何測量電極同時浸在蒸餾水.飽和甘汞電極長期不用時，用橡皮套套住即可，最好浸泡在飽和氯化鉀溶液中.

3 陰離子電極的使用與維護（以氟電極為例）

實驗室中常用的陰離子有很多，其中氟電極是我們經常用到的陰離子選擇性電極，它在使用時應注意哪些呢？

3.1 氟電極初次使用時可用氟溶液（10-3或10-5mol/L）浸泡1～2h或用去離子水作短時間的浸泡和洗滌，實驗表明用去離子水浸泡效果會更好[3].

3.2 在測量前，將氟離子選擇性電極置于去離子水中，將電極的空白電位值洗到低于-340mv.此時氟離子電極的工作性能最好，線性范圍大，測試的穩定性好.另外，一般氟離子電極的響應極限為0.05mg/L，所以根據氟離子電極的響應極限值，可大致確定稱取藥品的最小取藥量[4].

3.3 在10-7～10-1mol/L F-濃度范圍內,不同好壞的氟電極都是低濃度端偏離線性.據此,可按Kj=|En-En-1|/59.16×100%≥90%判斷電極性能好壞與使用期限.該判斷方法具有判斷準確、操作簡便的優點[5].

3.4 氟電極不宜放在陽光直照，溫度較高處，也不易久藏，以免氧化鑭敏感膜變質，內參比液滲出揮發，熱脹冷縮進入空氣，避免敏感膜受機械損傷，移位，化學浸蝕以及在熱熔中使用，以免影響電極的性能與壽命[6].

4 金屬電極的使用與維護（以銀電極為例）

銀電極屬金屬電極，用以測量銀離子及鹵元素離子濃度的的指示電極，廣泛用于銀量分析的電位滴定.使用與維護及注意事項,保持銀棒表面清潔，必要時可用細沙皮擦銀棒表面，然后用蒸餾水洗凈.使用完畢后，使用蒸餾水洗凈后保存.

總之，實驗室的實驗人員如果能正確使用常見電極，并做好這些電極的日常維護和保養工作，不但可以延長電極的使用壽命，而且可以大大地減少實驗的測量誤差，從而提高化學實驗、檢驗數據的準確性、可靠性.

參考文獻：

〔1〕趙翔,趙兵,王桂燕，等.酸度計的使用與維護[J].實驗室科學，2010,8,13(4)：154-155.

〔2〕黎斐.氟電極的維護與使用期限判斷方法[J].實用預防醫學,1996,3(3)：180-181.

〔3〕朱啟尚.氟離子選擇電極法的特性及使用要求[J].檢驗方法，2001，10（25）：63-64.

〔4〕黃澤南,黃暢,黎斐.論氟離子電極的空白電位值及其應用[J].湘潭師范學院學報，1997,18(3)：1-6.

〔5〕繆征明.氟電極的準備.儀器分析[M].北京：機械工業出版社，1982.560-561.