您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
12
離子選擇性電極
一．簡介：
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)離子的強電解質(zhì)溶液組成）。
4) 原理：是通過某些離子在膜兩側(cè)的擴散、遷移和離子交換等作用，選擇性地對某個離子產(chǎn)生膜電勢、而膜電勢與該離子活度的關(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---開氏溫度（例：20℃相當(dāng)于（273.15+20）293.15開爾文）；
F----法拉弟常數(shù)（96485.3383±0.0083C/mol）；
N---被測離子的化合價（銀=1，氫=1）；
ln（αMe）---離子活度αMe的對數(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數(shù)成線性關(guān)系。
二．離子電極的分類和常見離子電極
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) 實驗前準(zhǔn)備：器材準(zhǔn)備（離子計或PH計、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、離子強度調(diào)節(jié)劑）。
2) 電極準(zhǔn)備：將電極填充液通過加液孔加入，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)液進行校正。原則：從低濃度依次進行。
4) 測量：將電極浸入待測溶液中、穩(wěn)定后讀值。如測量有一定誤差、需綜合考慮影響因素，加以處理。
5) 壽命：與待測樣品的性質(zhì)以及使用有關(guān)。經(jīng)驗值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。所以在測量時，需要保持溶液在一定的pH值范圍以內(nèi)。
2) 雜質(zhì)：待測液中存在對測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．維護保養(yǎng)
1) 電極清洗：用純水對電極表面沖洗或浸泡、若未清洗干凈、需考慮待測液的性質(zhì)，選擇相應(yīng)試劑、但沖洗或浸泡時間不宜過長、用其他試劑后，應(yīng)立即用純水洗凈。
2) 電極拋光：對于是金屬膜的電極、可用電極自帶的打磨紙進行拋光、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，有時會有奇效。
3) 更換膜頭：對于氣敏電極多用于軟性材質(zhì)做敏化膜、如發(fā)現(xiàn)有影響測量問題，可更換膜頭，重新添加電解液。一般電極均自帶三個左右。
4) 電極填充液：一般三個月左右，更換一次。配方電極說明書中有相應(yīng)描述。
5) 電極活化：選用與電極填充液相同的溶液對電極進行浸泡、一般2小時以上。
六．電極保存
1) 短期不用時，浸泡于與電極填充液相同的溶液中；
2) 長期不用時，因傾倒出電極填充液，并清洗干凈。保持干燥。用時，再添加活化。