电位法离子浓度检测       (measurement of ion concentration by potential method)

用电位法离子浓度检测计测量与溶液离子浓度有关的原电池电势，以获取离子浓度信息的矿浆离子浓度检测技术。

电位法离子浓度检测计由原电池、测量线路和盐桥组成。(见图)原电池由两个电极和溶液构成，能够自发地将化学能转为电能，所以电位法实质上是利用能量形式的转换取得离子浓度的信息。按照能斯特(Nernst)公式，原电池电势

式中E_s0 E_c0分别为两个电极的标准电位；R为克分子气体常数；T为绝对温度；n为电极反应中传递的电子数；F为法拉第常数；[Ms]、[Mc]分别为两个电极所在溶液的离子浓度。标准电位E₀ 是各种电极插在有关离子浓度为1mol的溶液中的电极电位，当温度一定时，E。与电极材料有关。由上式，如果选用两个电极的E。，即Eso和Eco均为已知，R、T、n、F为常数，若[Ms]已知，则原电池电势仅与[地]值有关。插在待测浓度[Ms]溶液中的电极称为指示(或测量)电极，插在已知浓度[Mc]溶液中的电极称为参比电极。pH计是根据电位法离子浓度检测原理测定溶液中氢离子(H⁺ )浓度的仪器。测量溶液的pH值时，用玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，与被测溶液组成工作电池，电池的电动势与待测溶液的pH呈线性关系。甘汞电极是由金属汞和其难溶盐Hg₂Cl₂ 以及与此盐有共同阴离子Cl ^- 的可溶性盐KCl溶液共同组成的电极。

 用电位法测量溶液离子浓度时，要求指示电极对离子有选择性，它只对要测量的离子有反应，而对溶液中存在的其余离子没有反应，即所谓利用离子选择性电极来测量溶液中的各种离子的浓度。用于测定溶液氢离子浓度的玻璃电极就是一种固体晶膜型离子选择性电极。可以用电位法测量的选矿矿浆的其他离子有S ^2- 、SH-、cN - 、Cu ²⁺ 、Zn ²⁺ 以及黄药离子等。由于矿浆中的离子很多，而且在测量时产生干扰，因此，电极的选择性尤为重要。此时，参比电极常用甘汞电极，指示电极常用硫化金属电极，例如用硫化铜 - 硫化银电极测Cu ²⁺ ；用硫化锡电极测高浓度S ^2- ；用硫化银电极测S ^2- ；用金、银电极测CN^- 、HS^- 及黄药的S ^2- ，也可以用辉银矿电极测黄药离子的浓度；用镍电极测Zn ²⁺ 等。这些金属电极(金除外)都需要有一层盐膜，为此，均需在矿浆中浸泡一段时问。

用于在线检测的工业型酸度计或离子计，是把工作电极、参比电极和温度补偿元件等共同组成发送器探头，将其置于流程中，输出离子浓度的电信号，此信号经变换器放大、变流、整流后，以直流电压值指示被测溶液的离子浓度值，并给出控制信号驱动执行机构去调节生产过程。