Haimeis Ocean Technology Co, Ltd
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索伦森发明的pH计在当时酶生物科学领域取得了巨大成功,宣告了用pH表示的氢离子浓度来指示溶液的酸碱性的真确性。
莱昂纳尔·米切利斯酶动力学的创始人出版了一本专著《Die wasserl -stoffionkonzetration》,这本书帮助说服了生化学家和后来的化学家,让他们相信pH在分析研究中的重要性。
从那以后,pH的测量,尤其是在生命科学中,变得越来越重要。随着时间的推移,更多的行业加入到了对其应用、改进、推广之中。
索伦森的pH计中用到了“氢电极”,一种只对H+敏感的电极,但是这种电极的制备过程比较复杂。如果想把pH指示技术在更多行业中进行推广,研制一种制备简单、且稳定可靠的“氢离子选择电极”成为当时的主要任务。
下图为(人类史上首支pH计采用了复杂的氢指示电极)
大批的科学家和工程师投入到了改进氢电极的工作中,最终由德国(犹太人)的F.哈伯等人制成玻璃电极获得了巨大成功。就是那个从空气中制造出了氨,从此使人类摆脱了只能依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展,并因此获得1918年瑞典科学院诺贝尔化学奖的弗里茨·哈伯。
哈伯的团队发现,含有杂质的玻璃(SiO2中掺杂着Na2O,CaO)制成的薄膜,对氢离子H+有指示性。
具体表现为,将玻璃薄膜放置于两种不同H+浓度的溶液中时,膜的两边会产生电势(膜电位).这种电势的大小与两边溶液的H+浓度差有相关性。
人们根据这一特性,对pH计进行了改进。下图为利用玻璃薄膜制成的pH计。
至于为什么一张玻璃膜就能很好的实现对H+的指示,我们将在<<PH测量原理之神奇的玻璃电极>>一文中详细阐述。
我们在此,只需要知道现象:玻璃膜两侧的电势与两侧的H+浓度有相关性。就如同我们大多数人都知道磁铁对铁可以产生吸引,至于为什么会产生磁性,目前仍然没有很好的解释。
聪明的工程师们,对薄膜体系进行了结构优化,如下图:
这套测量体系诞生于100多年前,时至今日,大多数厂家生产的pH计都是在这个体系基础之上进行优化、改进而来的。
比如:
①将工作电极和参比电极做成一体,构成复合电极
②选用更灵敏的玻璃材料,做指示电极
③为了使参比液更耐用,在参比液中加入一些特殊成分,比如加入聚丙烯酰胺,聚乙烯醇,聚丙烯酸钠,丙烯酸酯聚合物和具有丰富亲水基团的共聚物来使其变得更粘稠,也就是我们常说的参比液水凝胶。
关于如何制备水凝胶,我们将在<<pH测量技术之水凝胶的制备>>一文中进行讲述。
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在《pH的定义》一文中,我们知道可以通过测量置与溶液中的某种伏打电池的电动势,来…
我们在前一篇文章<<pH测量原理之神奇的玻璃电极>>中,…
如果说是索伦森发明了pH是播种下一颗种子,那哈伯团队成功研制出的玻璃电极,则是给…
在<<pH测量原理之玻璃电极与膜电位>>一文中我们,得到…
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