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[原创] 潮湿密闭与干燥通风环境下,硫酸铜参比电极的电解质损耗速率对比?

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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 昨天 11:11


潮湿密闭环境中硫酸铜参比电极的电解质损耗速率远高于干燥通风环境,前者多因水分渗入引发晶体过度溶解和电解液外渗,损耗常为正常环境的 2 - 3 倍;后者损耗以缓慢蒸发为主,速率平缓且可通过简单措施缓解,两者在损耗原因、速率表现及对电极的影响上差异显著,具体介绍如下:


潮湿密闭环境:电解质损耗快速且伴随污染性损耗
潮湿密闭环境中高湿度的空气与稳定的密闭空间,会从多方面推动电解质快速损耗。一方面,环境中充足的水汽会持续作用于电极外壳的密封缝隙、陶瓷芯等部位。水汽不仅容易渗入电极内部,还会促使内部填充的硫酸铜晶体加速溶解 —— 原本用于维持电解液饱和状态的晶体,会因过量水分快速转化为液态电解液,导致电解液体积异常增多。而密闭环境无法让多余水分散发,过多的电解液会顺着陶瓷芯的离子通道持续外渗,造成电解质总量快速减少。另一方面,渗入的水汽中若携带环境中的微小杂质,还会污染电解液,这些杂质可能与铜离子发生反应生成沉淀,比如若环境中存在微量硫化物,会生成硫化铜沉淀,这相当于间接消耗了有效铜离子,进一步加剧电解质的功能性损耗。
这种快速损耗会让电极的使用寿命大幅缩短。数据显示,在湿度超 40% 的潮湿密闭环境中,硫酸铜参比电极的电解液消耗速度是中性常温环境的 2 - 3 倍。常规电极在此环境下往往 1 - 2 年就需要频繁补充硫酸铜晶体和电解液,若密封性能稍差,还可能因电解质过度流失出现电位漂移,漂移幅度可达 ±15mV / 月,严重影响监测准确性,甚至出现短期失效的情况。此外,密闭环境中微生物易滋生,其形成的生物膜会堵塞陶瓷芯,倒逼内部电解液为维持离子交换而加剧渗出,形成损耗恶性循环。
干燥通风环境:电解质损耗平缓,以自然蒸发为主
干燥通风环境下,电解质损耗速率缓慢且稳定,核心损耗形式仅为自然蒸发,几乎无额外损耗因素。该环境中空气湿度低,且空气流通能及时带走电极表面的水汽,既不会出现水汽渗入电极内部促使晶体过量溶解的情况,也不会因水分堆积导致电解液外渗加剧。不过干燥的空气会加速电极内部少量电解液的自然蒸发,同时陶瓷芯可能因干燥出现轻微干缩,但这种蒸发速度极慢,对电解质总量的影响有限。而且通风环境能避免局部温度升高,减少高温带来的蒸发加速问题,进一步降低损耗速率。
在此环境下,硫酸铜参比电极的电解质可维持长期稳定。对于填充足量高纯度硫酸铜晶体的常规电极,即使不频繁维护,也能稳定使用 3 - 5 年。期间仅需偶尔补充少量水分以维持电解液饱和,就能避免铜棒因暴露导致的电位异常。即便出现轻微损耗,也多是电解液浓度小幅波动,通过补充硫酸铜晶体即可快速恢复,不会出现功能性损耗。需要注意的是,若通风过于剧烈且伴随阳光直射,可能会加快蒸发速度,但这种情况可通过给电极加装简易遮阳防护套避免,总体而言损耗仍处于可控范围。