电极法在线硝氮分析仪的测量原理是什么

电极法在线硝氮分析仪的测量原理基于离子选择电极（ISE）技术，核心是利用硝酸根离子选择电极对水样中硝态氮（NO₃⁻-N）的特异性响应，通过测量电极电位变化计算硝氮浓度，具体过程有如下4点：

1. 核心组件：离子选择电极与参比电极

仪器通常包含两个关键电极：

• 硝酸根离子选择电极：其敏感膜（多为含硝酸根载体的有机聚合物膜）对水样中的 NO₃⁻具有特异性识别和响应能力，允许 NO₃⁻选择性透过膜并在膜表面产生电位差。

• 参比电极：（如甘汞电极）提供一个稳定的基准电位，与离子选择电极形成闭合电化学回路，确保电位测量的稳定性。

2. 电位与浓度的关系：能斯特方程

当水样中的硝酸根离子与离子选择电极的敏感膜接触时，膜两侧会因 NO₃⁻的迁移形成电位差，该电位差与参比电极的基准电位共同构成电动势（E）。根据能斯特方程，电动势与水样中硝酸根离子的活度（可近似为浓度，在离子强度恒定时）存在定量关系。

3. 实际测量中的关键调控

• 离子强度调节：为消除水样中其他离子对活度的影响，通常会向水样中加入离子强度调节剂（ISA），使水样离子强度恒定，此时离子活度可近似等于浓度，简化计算。

• 温度补偿：能斯特方程中电位与温度相关，在线分析仪通常内置温度传感器，通过自动补偿消除温度对测量结果的影响。

4. 在线监测流程

水样经预处理（如过滤去除悬浮物，避免堵塞电极或干扰膜响应）后，与离子强度调节剂混合，进入测量池；离子选择电极与参比电极检测电动势，仪器根据预设的校准曲线（通过已知浓度标准溶液校准获得）将电动势转换为硝氮浓度，实时输出数据。

综上所述，电极法在线硝氮分析仪通过离子选择电极的特异性响应和能斯特方程的定量关系，实现对水样中硝氮浓度的连续、实时监测，适用于反硝化系统等场景的动态调控。