Một số vị trí của cầu dẫn trong các điện cực so sánh
Hình 3.7: Mơ hình một số loại điện cực so sánh
Cầu dẫn Sợi Ag KCl bão hòa Nút cao su Lớp phủ AgCl
Sơ đồ đo điện trở cầu dẫn sử dụng hệ bốn điện cực
Đối với các điện cực so sánh đã chế tạo sẵn có thể mở nắp và thân điện cực có kích thước đủ lớn để đưa thêm một điện cực so sánh của hệ đo khi đó có thể sử dụng hệ bốn điện cực
Hình 3.8: Mơ hình đo điện trở sự dụng hệ bốn điện cực
WE - điện cực làm việc của hệ đo sử dụng luôn điện cực nội của điện cực so
sánh cần khảo sát
RE1, RE2 - 2 điện cực so sánh của hệ đo (Ag/AgCl)
CE - điện cực đối của hệ đo ( dây Pt hoặc thép không rỉ)
Sơ đồ tương đương:
Hình 3.9: Sơ đồ tương đương của hệ đo bốn điện cực
Điện trở của hệ đo bao gồm: R= R1 +Rcầu dẫn +R2
R1 là điện trở Ohm của dung dich điện li giữa RE1 và mặt trong của cầu dẫn
WE RE2 CE Cầu dẫn RE1 R R1 R2 RE1 RE2
Khi độ dẫn điện của chất điện ly lớn, nếu ta đặt hai điện cực so sánh sát với cầu dẫn thì R1 và R2 đều rất nhỏ, nên có thể coi R=Rmàng
Từ mối qua hệ dịng thế ta có R = ∆E/∆I nhờ đó ta xác định được điện trở màng.
Sơ đồ đo điện trở cầu dẫn sử dụng hệ ba điện cực
Đối với các điện cực so sánh đã chế tạo sẵn không thể sử dụng hệ bốn điện cực để đo được, vì khơng thể đặt thêm một điện cực so sánh vào trong lòng điện cực so sánh đã chế tạo sẵn. Khi đó có thể sử dụng hệ ba điện cực để đo điện trở của cầu dẫn. Sơ đồ đo như sau:
Hình 3.10: Mơ hình hệ đo ba điện cực
WE - điện cực làm việc của hệ đo sử dụng luôn điện cực nội của điện cực so
sánh cần khảo sát
RE là một điện cực so sánh của hệ đo( Ag/AgCl) CE điện cực đối của hệ đo ( dây Pt hoặc thép không rỉ)
Sơ đồ tương đương:
Hình 3.11: Sơ đồ tương đương của hệ đo ba điện cực
Đối với dịng một chiều, khơng có dịng qua tụ.
R R1 R2 Tụ RE2 WE WE RE CE Cầu dẫn Rf
Điện trở của hệ đo bao gồm:
R = Rf + R1 + R cầu dẫn + R2
Rf là điện trở phân cực trên điện cực nội ví dụ Ag/AgCl trong KCl
R1 là điện trở Ohm của dung dịch điện li giữa RE1 và mặt trong của cầu dẫn R2 là điện trở Ohm của dung dịch điện li giữa RE2 và mặt ngoài của cầu dẫn Rf rất nhỏ, khi độ dẫn điện của chất điện ly nội lớn nên R1 nhỏ , nếu ta đặt hai điện cực so sánh sát với cầu dẫn dẫn thì R2 rất nhỏ, nên có thể coi R=Rmàng
Từ mối qua hệ dịng thế ta có R = ∆E/∆I nhờ đó ta xác định được điện trở màng.
Sơ đồ đo điện trở cầu dẫn sử dụng hệ hai điện cực
Trong trường hợp đơn giản nhất, khi điện cực trợ kiêm luôn chức năng điện cực so sánh ví dụ dây Ag trong mơi trường muối KCl khi đó sơ đồ hệ hai điện cực có dạng:
Hình 3.12: Mơ hình hệ đo hai điện cực
Sơ đồ tương đương
Hình 3.13: Sơ đồ tương đương cho hệ đo hai điện cực
R R1 R2 Tụ Tụ Rf2 CE Rf1 REmàng WE CE+ RE (Ag) Cầu dẫn
Điện trở của hệ đo bao gồm: R=Rf1+ R1 +R màng+R2 +Rf2
Rf1 là điện trở phân cực trên điện cực nội ví dụ Ag/AgCl trong KCl
Rf2 là điện trở phân cực trên điện cực đối trong dung dịch ngồi. Ví dụ: Ag/AgCl trong KCl
R1 là điện trở Ohm của dung dịch điện li giữa RE1 và mặt trong của cầu dẫn R2 là điện trở Ohm của dung dich điện li giữa RE2 và mặt ngoài của cầu dẫn Nếu Rf1, và Rf2 rất nhỏ, khi độ dẫn điện của chất điện ly nội, và chất điện ly ngoại đều lớn nên R1, R2 nhỏ , nên có thể coi R=Rcầu dẫn
Từ mối qua hệ dòng thế ta có R = ∆E/∆I nhờ đó ta xác định được điện trở màng.
Để tiến hành đo điện trở cầu dẫn, chúng tôi tiến hành đo bằng hệ 3 điện cực (WE: vi điện cực vàng, CE: sợi Pt, RE: điện cực Ag/AgCl tự sản xuất và điện cực so sánh kiểu mới sử dụng CLIO) trong các môi trường điện ly khác nhau: KCl loãng, H2O. Thế được quét từ -0,2V đến +1,8V. Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.6:
Bảng 3.6: Điện trở của điện cực so sánh sử dụng cầu dẫn màng CLIO và điện cực so sánh dùng cầu dẫn than xốp tự chế tạo
Lần đo Điện trở của cầu dẫn CLIO
(MΩ)
Điện trở của cầu dẫn than xốp (MΩ) 1 5,20 7,04 2 4,40 6,10 3 5,03 8,80 4 4,50 7,00 5 4,80 7,00 6 5.20 8,20 7 4,69 7,04 8 5,20 7,04 9 4,60 6,48 10 4,80 6,48 Trung bình 4,84 7,12 RSD(%) 0,09 0,26
Dựa vào bảng số liệu cho thấy, điện trở của cầu dẫn điện cực so sánh mới nhỏ hơn điện trở của cầu dẫn điện cực so sánh thông thường, độ lệch chuẩn tương đối
của phép đo xác định điện trở của cầu dẫn CLIO cũng nhỏ hơn phép đo tương đương đối với cầu dẫn than xốp. Vậy có thể dùng CLIO làm cầu dẫn cho điện cực so sánh kiểu mới.