結果與討論

4.1 無注入二氧化碳電位穩定性量測

(1)使用飽和 CaCl2溶液當填充液

上一屆學長感測元件使用飽和 CaCl2來當銀-氯化銀參考電極的填充 液 ， 在 室 溫 25℃ 下 連 續 量 測 所 得 到 的 結 果 發 現 ， 電 位 飄 移 程 度 為 0.0243mV/hr，之所以電位會變化最主要的原因是因為飽和 CaCl2做為 填充溶液時，氯離子濃度太高，導致參考電極溶解，使得每次量測後 電位不會回到原本位置。

(2)使用 2M CaCl²加 0.01M AgNO³

依據勒沙特列原理，若平衡系中加入反應物或生成物，會使得往該 物質減少的一方移動，因此溶解的鹽類溶於純水後，若加入和鹽類擁 有相同離子的物質，則溶解度降低，就是利用此方法去改善上屆學長 所遇到的問題。

(s) (aq) (aq)

AgCl U Ag⁺ + Cl⁻

上式為氯化銀溶於水平衡方程，原本填充溶液加入飽和的氯化鈣導 致氯離子濃度太高，並且水溶液中本來就沒有添加銀離子，最後導致 參考電極上的氯化銀溶解剝落，現在改善的方式直接在溶液中加入硝 酸銀以提供銀離子，這樣的好處是保留了氯化鈣保水功能，又可以不 使氯化銀剝落，甚至還會有部份氯化銀沉澱。

所以添加硝酸銀後的感測元件，在室溫 25℃下連續量測所得到的 結果發現，電位飄移程度改善為為 0.0174mV/hr。此結果驗證預測電 位飄移是因為參考電極溶解果然正確。(參考：Fig.4.1)

4.2 小流量二氧化碳快速注射實驗

整個實驗是在驗證當改善新的填充溶液時，是否還是正常穩定工 作，訊號大小是否有改善。

(1)飽和氯化鈣溶液作為填充液時快速注射二氧化碳實驗

Fig.4.2(a)是在沒有任何給水措施的情況下以飽和氯化鈣為本元件 參考電極的填充液時快速注射 0.1ml 二氧化碳的反應圖，由圖中可看 出，元件從感測到 CO2 電位差產生變化後到恢復到原本平衡電位的時 間十分快速，平均需要 2 min，且電位巨觀來看不太會飄移，電位差 變約 7 毫伏。

(2)2M 氯 化 鈣 +0.01M 硝 酸 銀 溶 液 填 充 液 快 速 注 射 二 氧 化 碳 實 驗 Fig.4.1(b)是使用新的填充溶液快速注射 0.1ml 二氧化碳的反 應圖，由圖中可看出，元件從感測到 CO2電位差產生變化後到恢 復到原本平衡電位的時間十分快速，平均需要 80 秒，時間明顯的 變短了，且電位差變提升到 13.5 毫伏，訊號明顯變大。

訊 號 有 所 改 善 跟 填 充 溶 液 的 濃 度 有 關 ， 以 離 子 遷 移 率 的 觀 點 來 看，濃度越稀則離子傳導的速率越快。理論上電解質解離出離子數越 多導電性越好，但之前因為使用過飽和氯化鈣可能產生過多的離子反

而造成「極化現象」，導致電阻升高，但是現在填充溶液由飽和氯化鈣

改用 4M 氯化鈣降低濃度，由實驗發現訊號果然跟預期的一樣變大，其 原因就應該跟等效電組變小的有密切關係。

(3)2M 氯化鈣+0.01M 硝酸銀填充液注射不同體積二氧化碳實驗

Fig.4.2(c)是在沒有任何給水措施的情況下以 2M 氯化鈣+0.01M 硝 酸銀作為本元件參考電極的填充液快速注射 0.1ml、0.2ml、0.1ml、0.2ml 二氧化碳的反應圖，由圖中可看出，元件從感測到 CO2 電位差產生變 化後到恢復到原本平衡電位的時間十分快速，對應到不同的電位，且 重複注射 0.1ml、0.2ml 對應到同樣的電位，證明了電位具有再現性。

4.3 不同體積二氧化碳快速注射實驗

(2)可逆性實驗