離子選擇電極又稱離子電極。一類利用膜電位測定溶液中離子活度或濃度的電化學傳感器。1906年由R.克里默*早研究,隨后由德國哈伯(F.Harber)等人制成的測量溶液PH的玻璃電極是*種離子選擇電極,到60年代末,離子選擇電極的商品已有20多種。離子選擇電極具有將溶液中某種特定離子的活度轉化成一定電位的能力,其電位與溶液中給定離子活度的對數成線性關系。離子選擇電極是膜電極,其核心部件是電極*的感應膜。按構造可分為固體膜電極、液膜電極和隔膜電極。離子選擇電極法是電位分析的分支,一般用于直接電位法,也可用于電位滴定。該法的特點是:①測定的是溶液中特定離子的活度而不是總濃度;②使用簡便迅速,應用范圍廣,尤其適用于對堿金屬、硝酸根離子等的測定;③不受試液顏色、濁度等的影響,特別適于水質連續自動監測和現場分析。目前,PH和氟離子的測定所采用的離子選擇電極法已定為標準方法,水質自動連續監測系統中,有10多個項目采用離子選擇電極法。
離子選擇性電極:(電極結構、晶體電極(均相晶膜電極(F-、Ag2S)、多相晶膜電極)、流動載體電極(K+、Ca2+)、敏化離子選擇性電極)
離子選擇性電極的基本特性主要包括(靈敏度、響應范圍、選擇性系數、響應時間、穩定性、內阻、準確性)
主要構造:
電極腔體――玻璃或高分 子聚合物材料做成
內參比電極――通常為Ag/AgCl電極
內參比溶液――由氯化物及響應離子的強電解質溶液組成
敏感膜――對離子具有高選擇性的響應膜
離子選擇性電極的分類 1906年發現玻璃膜電位現象,1929年制成實用的玻璃pH電極;上世紀50年代末制成了堿金屬玻璃電極;1965年制成了鹵離子電極;隨后,有選擇性響應的各種電極得到迅速發展。1976年,IUPAC建議將這類電極稱為離子選擇性電極(SIE),并作詳細分類。
基本特性
1.響應范圍:標準曲線成直線部分的范圍為能斯特響應范圍(一般為10-1~10-6 mol/L),在這一范圍內,對一價離子的直線斜率應為:57~61mV/paI;
2.選擇性系數與玻璃電極的相似。
3.響應時間-從電極插入到電位值穩定在±1mV時所需時間。
4.穩定性-用隨時間延長電位的變化值表示。
5.內阻-選擇性電極的內阻較高,一般為104~109 Ω。使用阻抗高的電位計。
6.準確性-用分析結果的相對誤差與電動勢測量誤差的關系表示。當測量誤差為1mV時,對一價離子可能引起的濃度相對誤差約為4%;二價離子約為8%。
離子選擇性電極的其它應用:
能用于測定無機、有機、生物離子;
能用作在線檢測的傳感器;工業生產、環境監測、單細胞及生命活體的分析監測;
電位法測定離子的活度,因此,是研究化學平衡(常數測定)和物理化學基礎理論(熱力學、動力學、電化學)的有力工具。
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