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離子選擇性電極簡介
基本理論
離子選擇性電極（ISEs）是以敏感膜為基礎(chǔ)的電化學(xué)傳感器,，這層膜是使電極對特定離子有選擇性響應(yīng)的元件,。
根據(jù)膜的材料不同可將離子選擇性電極分為4種：
• 玻璃膜（如Na+或pH）
• 固態(tài)膜（如Pb2+）
• 聚合體膜（如K+）
• 氣體滲透膜（如CO2）
電極置于溶液內(nèi)時膜上會形成一電勢差,。當(dāng)樣品內(nèi)待測離子的濃度變化時，用離子選擇性電極和一內(nèi)置或外置參比電極一起使用能測出此電勢差的變化。從原理上說，整個的設(shè)置可以作如下描述：
該測得的電勢E和樣品內(nèi)的離子活躍度ai之間的關(guān)系用Nernst數(shù)學(xué)方式可表述如下：
T為溫度K
F是法拉第等值,，9.6487×104 Cmol-1
Zi是所測離子的電荷
該斜率在25 oC下為59.16mV/Zi,。如所測離子是像鉀離子那樣的單價離子（Zi＝＋1），在濃度發(fā)生十進(jìn)制變化時,，25oC時可以觀察到59.16mV的電勢變化,。類似的，像鈣離子那樣的二價離子（Zi＝＋2）在25oC下可觀察到59.16mV/2＝29.58mV的電勢變化,。
Eo是每一支離子選擇性電極與特定參比結(jié)合時的恒定的電勢差。ai是離子活度,，但只在較稀釋的溶液內(nèi)和離子濃度相等,。離子的活度取決于由離子內(nèi)容決定的樣品溶液中的離子強度。
所測離子的濃度在其高低端都會發(fā)生線性偏移,，該偏移決定了測量的高低端的限度,。離子電極可以測量到濃度為10-6
校正液和離子強度調(diào)節(jié)劑/緩沖液
為確保標(biāo)準(zhǔn)液和樣品液離子強度相同,， 強烈建議使用離子強度調(diào)節(jié)劑（ISA）,，通常是樣品液和ISA比例為50:1。
另外,，有些離子選擇性電極只能用于一定范圍pH值溶液內(nèi),。在離子強度調(diào)節(jié)劑內(nèi)加緩沖液可以將標(biāo)準(zhǔn)液和樣品液調(diào)節(jié)至要求的pH值。更為復(fù)雜一些的離子強度調(diào)節(jié)劑配方還會加入一些能和可能發(fā)生的干擾的離子進(jìn)行螯合的添加劑,。離子強度調(diào)節(jié)劑還含有如抗氧化劑之類的防腐劑,。
為標(biāo)定，強烈建議使用至少2份濃度已知的溶液（標(biāo)準(zhǔn)溶液）對電極進(jìn)行校正,。通常用存儲的1000ppm待測離子溶液加去離子水稀釋而成,。樣品溶液的濃度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)
液濃度的函蓋范圍之內(nèi)，電極經(jīng)常校正,，至少一周一次,。
可以通過在半對數(shù)曲線紙上測繪兩份標(biāo)準(zhǔn)液的電勢讀數(shù)（標(biāo)液1 mV及標(biāo)液2mV）來定離子選擇性電極的響應(yīng)曲線。從圖線上來說,，樣品溶液內(nèi)的離子濃度可通過測樣品溶液電勢并將此數(shù)值代入由兩份標(biāo)準(zhǔn)液確定的反應(yīng)曲線中來確定,。從數(shù)學(xué)上可以用Nernst方程表示：
其中Eo和斜率可從標(biāo)準(zhǔn)液濃度和mV讀數(shù)中計算出。
離子選擇性電極的響應(yīng)會受到樣品溶液內(nèi)存在的其他離子的影響,。對每一支特定的離子選擇性電極來說,，這些干擾離子的影響可以進(jìn)行量化，如干擾離子的濃度已知,，則可進(jìn)行修正,。其他情況下，可用其他方法對樣品進(jìn)行分析,，如標(biāo)準(zhǔn)液添加法,，在樣品溶液比較復(fù)雜或含有大量干擾離子的情況下，該方法是非常的,。
清洗
良好的離子選擇性電極在一,、二分鐘內(nèi)即可穩(wěn)定下來。但如電極的膜被溶液內(nèi)的油或微粒弄臟后其響應(yīng)會變慢,。玻璃電極的電極頭可用酒精或溫性洗滌劑清洗,，如實驗室清洗器皿用的洗滌劑。固態(tài)離子選擇性電極可以用顆粒非常細(xì)潔的拋光條進(jìn)行恢復(fù),。PVC的離子選擇性電極用水漂洗即可,。用去離子水*漂洗之后，應(yīng)將電極放入用于校正的zui低標(biāo)準(zhǔn)液內(nèi)浸泡2到4個小時重新標(biāo)定,。如電極的斜率或響應(yīng)時間不符合要求,，固態(tài)電極可在標(biāo)定之前浸泡時間要長一些,，如一夜。
存儲
玻璃的離子選擇性電極可以存儲在低濃度標(biāo)準(zhǔn)液內(nèi),。固態(tài),、PVC和氣體離子感應(yīng)電極在測量間隙可存儲在低濃度標(biāo)準(zhǔn)液內(nèi)。如固態(tài)電極幾個小時不用,，PVC和氣體離子選擇性電極幾天不用,，則應(yīng)該干燥保存。具體情況請參閱說明書,。
離子選擇性電極參考內(nèi)容
什么是離子選擇性電極,，離子選擇性電極是怎么工作的？
離子選擇性電極測量溶液內(nèi)特定離子的電勢,，該電勢是參照一支電位恒定的參比電極測出的,，兩支電極之間的電勢差取決于溶液內(nèi)某一特定離子的活度。此活度和該特定離子的濃度有關(guān),，因而可以對該離子進(jìn)行分析測量,。
毫伏讀數(shù)和濃度如何對應(yīng)？
必須準(zhǔn)備好濃度已知的標(biāo)準(zhǔn)溶液,，然后用pH/mV表測這些溶液,。記下每份溶液的mV讀數(shù)并在半對數(shù)曲線紙上繪制出濃度－毫伏讀數(shù)曲線。現(xiàn)在可以對未知溶液進(jìn)行測量了,，在曲線上對未知溶液的mV值進(jìn)行定位并確定其相應(yīng)的濃度,。
幾款不同類別的感應(yīng)電極可供選擇
根據(jù)制作電極的膜材料的性質(zhì)可對離子選擇性電極進(jìn)行分類，就是這層膜決定了電極可以對某一特定離子進(jìn)行選擇,。
1. 聚合體膜電極（有機離子交換及螯合劑）
聚合體膜電極由各類離子交換材料加入如PVC,、聚乙烯、聚氨酯或硅橡膠等惰性載體構(gòu)成,。膜形成后即封到PVC管的端口上,，膜表面形成的電勢和所測離子的濃度相關(guān)。這一類型的電極包括鉀離子,、鈣離子,、氟硼酸根、硝酸根,、高氯酸根離子選擇性電極和水硬度測試電極,。
2. 固態(tài)電極
固態(tài)電極膜內(nèi)使用的是相對不可溶的無機鹽。固態(tài)電極以同類和異類方式存在,。這兩種類型都由于離子交換過程而在膜上形成電勢,。此類電極包括銀/硫離子、鉛離子,、銅離子,、氰化物、硫氰酸根,、氯離子和氟離子選擇性電極,。
3. 氣體感應(yīng)電極
氣體感應(yīng)電極用來測量諸如氨氣、二氧化碳,、溶氧,、氧化氮、二氧化硫和游離氯氣等溶解氣體,。此類電極配有氣體滲透膜和內(nèi)部緩沖液,，且其結(jié)構(gòu)上不需要外參比電極。
4. 玻璃膜電極
玻璃膜電極是在二氧化硅玻璃載體里添加各種化學(xué)品做成的,。zui常見的玻璃膜電極是pH電極,。玻璃膜電極也可用于測量鈉離子。
產(chǎn)品關(guān)鍵字：離子電極