【讨论】离子选择性电极的应用

离子选择性电极 ion-selective electrode

利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器。当它和含被测离子的溶液接触时，在它的敏感膜和溶液的相界面上产生与该离子活度直接有关的膜电势。离子选择性电极不同于经典的电极，前者的膜电势是由电极膜表面的离子交换平衡产生的，而后者的电极电势是氧化还原电势 。离子选择性电极可分为以下类型：(见图)
离子选择性电极是一个半电池（气敏电极除外），必须和适当的参比电极组成完整的电化学电池。在一般情况下 ，内、外参比电极的电势及液接电势保持不变，电池的电动势的变化完全反映了离子选择性电极膜电势的变化，因此它可直接用以电势法测量溶液中某一特定离子活度的指示电极 。表征离子选择性电极基本特性的参数有选择性、测量的动态范围、响应速度、准确度、稳定性和寿命等。离子选择性电极的敏感膜是一种选择性穿透膜，对不同离子的穿透只有相对选择性。电极的选择性用选择系数Kij 表示，Kij越小越好 ，一般要求其值在10-3以下 。测量动态范围越宽越好，大多数电极的响应范围为个别电极达10-7mol／L 。响应时间是指从电极接触溶液开始至达到稳定电势值（ ±1mV ）的时间，固态电极响应时间为几毫秒，液膜电极通常从几秒到几分钟。理论计算表明，对一价离子，1mV 的测量误差产生 ±4％ 的浓度相对误差，离子价态增加，误差也成倍增加。稳定性包括漂移和重复性 ，性能良好的电极在10-3mol／L溶液中 ，24小时电位漂移小于2mV 。重复性是指在 25±2℃ 时电极由 10-3mol／L溶液转至10-2mol／L溶液中 ，往复转移三次测得电位的平均偏差。离子选择性电极的寿命是指电极保持其能斯脱功能的时间，一般在数日至数年之间。离子选择性电极测定离子所需设备简单，便于现场自动连续监测和野外分析。能用于有色溶液和混浊溶液，一般不需进行化学分离，操作简便迅速。可以分辨不同离子的存在形态。在阴离子分析方面有明显的优点。已广泛地应用于各种工业分析、临床化验、药品分析、环境监测等各领域，也是研究热力学、动力学、配位化学的工具。