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離子選擇性電極
一．簡(jiǎn)介：
1) 離子選擇性電極(又稱膜電極ISE,ion selective electrode),具有敏感膜并能產(chǎn)生膜電位的電極（基于離子交換或擴(kuò)散的電極）。
2) 分類：根據(jù)膜性質(zhì)的不同,，有非晶體膜電極,、晶體膜電極,、敏化電極等。
3) 構(gòu)造：主要由離子選擇性膜,、內(nèi)參比電極（通常為Ag/AgCl電極）,、內(nèi)參比溶液組成（由氯化物及相應(yīng)離子的強(qiáng)電解質(zhì)溶液組成）。
4) 原理：是通過(guò)某些離子在膜兩側(cè)的擴(kuò)散,、遷移和離子交換等作用，選擇性地對(duì)某個(gè)離子產(chǎn)生膜電勢(shì),、而膜電勢(shì)與該離子活度的關(guān)系符合Nernst方程,。
E0---電極的標(biāo)準(zhǔn)電壓；
R---氣體常數(shù)（8.31439焦耳/摩爾和℃）,；
T---開(kāi)氏溫度（例：20℃相當(dāng)于（273.15+20）293.15開(kāi)爾文）,；
F----法拉弟常數(shù)（96485.3383±0.0083C/mol）；
N---被測(cè)離子的化合價(jià)（銀=1,，氫=1）,；
ln（αMe）---離子活度αMe的對(duì)數(shù)；
公式推導(dǎo)：
ΔE=系數(shù).jpg "推導(dǎo)系數(shù)")
lgαMe
lgαMe即電位與離子活度的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系,。
二．離子電極的分類和常見(jiàn)離子電極
1) 根據(jù)電極外殼材質(zhì)分為：塑料外殼和玻璃外殼,、其中塑料外殼不可添加電解液
2) 根據(jù)電極結(jié)構(gòu)分類：復(fù)合電極和非復(fù)合電極、一般在線應(yīng)用上多采用非復(fù)合電極形式,，即測(cè)量電極與參比電極分離式,。
3) 根據(jù)膜性質(zhì)不同：有非晶體膜電極、晶體膜電極,、敏化電極等
4) 根據(jù)電纜連接線分類：有一體式電極和分體式電極,。其中分體式電極多用于在線安裝，常用VP接頭，電纜線根據(jù)要求定制,。
常見(jiàn)離子選擇性電極目錄和行業(yè)應(yīng)用：
農(nóng)業(yè) | 硝酸根電極,、鈣離子電極、鈉離子電極,、鉀離子電極,、溴離子電極、氯離子電極,、銨離子電極,、氟離子電極、硫氰酸根電極 |
植物組織 | 硝酸根電極,、氯離子電極,、氟離子電極、碘離子電極,、氰離子電極,、鈣離子電極、硫離子電極,、鉀離子電極,、硫氰酸根電極 |
肥料 | 氨氣敏電極、硝酸根電極,、鉀離子電極,、氟離子電極 |
水產(chǎn)業(yè) | 氨氣敏電極、鈣離子電極,、亞硝酸根電極,、銨離子電極 |
生物醫(yī)藥研究 | 鈣離子電極、二氧化碳電極,、氨氣敏電極,、銨離子電極、硫氰酸根電極 |
教育 | 各類 |
食品加工 | 氯離子電極,、硝酸根電極,、鈉離子電極、碘離子電極,、亞硝酸根電極 |
牛奶和奶制品 | 氯離子電極,、鈣離子電極、氟離子電極,、碘離子電極,、亞硝酸根電極 |
軟飲料 | 氯離子電極、氟離子電極,、二氧化碳電極,、殘余氯氣電極 |
酒精 | 鉀離子電極,、鈉離子電極、二氧化碳電極,、氟離子電極,、溴離子電極、鈣離子電極,、殘余氯氣電極,、硫氰酸根電極 |
蔬菜 | 硝酸根電極、氯離子電極 |
地質(zhì)與礦業(yè) | 氟離子電極,、鈣離子電極,、氰離子電極、氟硼酸根電極,、硝酸根電極 |
冶金和金屬電鍍 | 氟離子電極,、銅離子電極、氰離子電極,、氟硼酸根電極,、硝酸根電極、銨離子電極,、硫氰酸根電極 |
電鍍槽 | 氯離子電極,、殘余氯氣電極、氨氣敏電極,、銨離子電極,、硫氰酸根電極 |
紙漿和紙 | 鈉離子電極、氟離子電極,、鈣離子電極,、硫酸根電極 |
石油提煉 | 氨氣敏電極、氯離子電極,、硫氰酸根電極 |
制藥 | 氟離子電極、蛋白質(zhì)溶液中氨氣敏電極,、銨離子電極,、硫氰酸根電極 |
污水處理 | 硝酸根電極、氨氣敏電極,、殘余氯氣電極,、亞硝酸根電極、硫氰酸根電極 |
蒸汽及發(fā)電 | 氯離子電極,、鈉離子電極,、殘余氯氣電極、氟硼酸根電極 |
飲用水 | 總殘余氯氣電極,、硝酸根電極,、鈣離子電極,、氯離子電極、氟離子電極 |
自然水 | 溴離子電極,、鈣離子電極,、氯離子電極、氟離子電極,、硝酸根電極,、鉀離子電極、銀離子電極,、鈉離子電極,、銅離子電極、亞硝酸根電極,、銨離子電極 |
海水 | 鈉離子電極,、氯離子電極、氟離子電極,、硝酸根電極,、氨氣敏電極、亞硝酸根電極,、銨離子電極 |
水產(chǎn)養(yǎng)殖 | 亞硝酸根電極,、銨離子電極 |
三．離子電極的使用
1) 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：器材準(zhǔn)備（離子計(jì)或PH計(jì)、離子電極,、燒瓶,、容量瓶移液器等）、溶液準(zhǔn)備（標(biāo)準(zhǔn)溶液,、去離子水,、電極填充液、離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑）,。
2) 電極準(zhǔn)備：將電極填充液通過(guò)加液孔加入,，原則上不高于加液孔。然后待電極活化30min,。
3) 校準(zhǔn)：配置0.1,、1、10,、100,、1000ppm標(biāo)準(zhǔn)溶液，選用相近的兩種以上標(biāo)液進(jìn)行校正,。原則：從低濃度依次進(jìn)行,。
4) 測(cè)量：將電極浸入待測(cè)溶液中、穩(wěn)定后讀值,。如測(cè)量有一定誤差,、需綜合考慮影響因素,，加以處理。
5) 壽命：與待測(cè)樣品的性質(zhì)以及使用有關(guān),。經(jīng)驗(yàn)值1年,。
四．影響因素
1) pH值：即不同離子在溶液中的存在形式受到pH值影響。所以在測(cè)量時(shí),，需要保持溶液在一定的pH值范圍以內(nèi),。
2) 雜質(zhì)：待測(cè)液中存在對(duì)測(cè)量離子有干擾的其他離子。需要選用相應(yīng)化學(xué)試劑做隱蔽劑,，排除干擾,。
3) 溫度：不同溫度下，各種離子的存在形式有一定變化,，從而影響含量的變化,。
五．維護(hù)保養(yǎng)
1) 電極清洗：用純水對(duì)電極表面沖洗或浸泡、若未清洗干凈,、需考慮待測(cè)液的性質(zhì),，選擇相應(yīng)試劑、但沖洗或浸泡時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),、用其他試劑后,，應(yīng)立即用純水洗凈。
2) 電極拋光：對(duì)于是金屬膜的電極,、可用電極自帶的打磨紙進(jìn)行拋光,、至電極有金屬色為止。若效果不佳,、可選用麂皮涂抹少量牙膏打磨電極金屬表面,，有時(shí)會(huì)有奇效。
3) 更換膜頭：對(duì)于氣敏電極多用于軟性材質(zhì)做敏化膜,、如發(fā)現(xiàn)有影響測(cè)量問(wèn)題,，可更換膜頭，重新添加電解液,。一般電極均自帶三個(gè)左右,。
4) 電極填充液：一般三個(gè)月左右，更換一次,。配方電極說(shuō)明書(shū)中有相應(yīng)描述。
5) 電極活化：選用與電極填充液相同的溶液對(duì)電極進(jìn)行浸泡,、一般2小時(shí)以上,。
六．電極保存
1) 短期不用時(shí)，浸泡于與電極填充液相同的溶液中,；
2) 長(zhǎng)期不用時(shí),，因傾倒出電極填充液,，并清洗干凈。保持干燥,。用時(shí),，再添加活化。