玻璃电极在玻璃管的顶端具有对pH响应的特殊玻璃膜,其内部由具有一定浓度的内部液体和产生稳定电动势的内部电极构成。玻璃膜是厚度0.1〜0.3mm、φ10左右的球形薄膜,因此很容易破裂,操作时需格外小心。
由于只有要只检测到玻璃膜中的电动势变化的情况下才能准确测量pH,因此,参比电极必须在任何液体中保持恒定的电动势,并且必须稳定。
在这种条件下可以选择使用的包括银−氯化银内部电极、3.3mol/L・KCl溶液或饱和KCl溶液的内部液体。
为了保持与被测液体的电连接,参比电极的顶端设有液接部。液接部在保持电连接,并且确保内部液体一点点流出这一方面非常理想。通常使用多孔陶瓷作为液接部的材料,但是根据用途的不同,也存在使用玻璃层压的套筒型液接部的情况。
液接部具有让液体流动的微小流道,根据电化学原理,通过该流路的阴离子和阳离子之间的迁移率差产生液间电势。其中包括发生的情况非常小的上面所说的氯化钾,并作为内部液体使用。当与被测液体接触时,在扩散作用的影响下,被测液体呈现出慢慢进入液接部的倾向。当被测液体积聚在液接部时,会产生液间电势,导致测量误差。为了让KCl溶液始终填满液接部,那么内部液体流出的越多越有效,但是,如果太多的话内部液体将迅速减少,过多的KCl溶液进入被测液体时会影响pH的浓度,因此,我们选择了可确保适当流出的液接材料。
液间电势根据要测量的液体而不同,并且还受液接部过去所受污染等的影响,因此在理论上难以指定。因此,在液接部产生的电势一般统称为液接部电势,包括理论上的液间电势和液接部污染导致的电势。
为了高精度地测量pH,最重要的是要将液接电势控制在最小范围内。