W2201氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)及工作原理-4-微教材

1、儀器分析技術(shù)課程-微教材微課編號(hào)W2201微課名稱氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)及工作原理所屬模塊電位分析技術(shù)子模塊離子選擇性電極關(guān)鍵詞氟離子選擇性電極 膜電位是否通用通用 農(nóng)產(chǎn)品 食品是否重點(diǎn)建設(shè)是 否微課類型總結(jié)型微課形式講授型教學(xué)設(shè)計(jì)模式混合式教學(xué)目標(biāo)掌握氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)及工作原理教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)1. 離子選擇性電極的定義、結(jié)構(gòu)及原理2. 氟離子選擇性電極結(jié)構(gòu)及原理知識(shí)講解一、離子選擇性電極離子選擇性電極是一類利用膜電勢(shì)測(cè)定溶液中離子的活度或濃度的電化學(xué)傳感器，當(dāng)它和含待測(cè)離子的溶液接觸時(shí)，在它的敏感膜和溶液的相界面上產(chǎn)生與該離子活度直接有關(guān)的膜電勢(shì)。離子選擇性電極離子選擇性電極也稱膜

2、電極，這類電極有一層特殊的電極膜，電極膜對(duì)特定的離子具有選擇性響應(yīng)，電極膜的點(diǎn)位與待測(cè)離子含量之間的關(guān)系符合能斯特公式。這類電極由于具有選擇性好、平衡時(shí)間短的特點(diǎn)，是電位分析法用得最多的指示電極。具有敏感膜并能產(chǎn)生膜電位的電極，是一種電化學(xué)傳感器。 例：玻璃電極 電極的構(gòu)造電極內(nèi)成方一定濃度的HCl溶液（內(nèi)參比溶液），插入銀-氯化銀電絲（內(nèi)參比電極），點(diǎn)擊玻璃泡的下端是一層特殊的玻璃膜（電極膜），該玻璃膜由SiO2中加入Na2O和少 量CaO燒結(jié)而成，膜的厚度約0.1mm。玻璃膜中的Na+于溶液中的H+可以發(fā)生交換，對(duì)H+有選擇性響應(yīng)。將氫離子選擇性電極插入含H+的試液，該電極記作 Ag,Ag

3、Cl(s)|HCl溶液|玻璃膜|試液（aH+）特點(diǎn)（區(qū)別以上四種）： 1）無(wú)電子轉(zhuǎn)移，靠離子擴(kuò)散和離子交換產(chǎn)生膜電位 2）僅對(duì)溶液中特定離子有選擇性響應(yīng)（離子選擇性電極），選擇性好。 離子選擇性電極都具有一個(gè)敏感膜，所以又稱為膜電極。離子選擇性電極常用符號(hào)ISE表示。離子選擇性電極是一種簡(jiǎn)單、迅速、能用于有色和混濁溶液的非破壞性分析工具，它不要求復(fù)雜的儀器，可以分辨不同離子的存在形式，能測(cè)量少到幾微升的樣品，所以十分適用于野外分析和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。與其他分析方法相比，它在陰離子分析方面特別具有競(jìng)爭(zhēng)能力。電極對(duì)活度產(chǎn)生響應(yīng)這一點(diǎn)也有特殊意義，使它不但可用作絡(luò)合物化學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究工具，而且通過(guò)

4、電極的微型化已被用于直接觀察體液甚至細(xì)胞內(nèi)某些重要離子的活度變化。離子選擇性電極的分析對(duì)象十分廣泛，它已成功地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、水質(zhì)和土壤分析、臨床化驗(yàn)、海洋考察、工業(yè)流程控制以及地質(zhì)、冶金、農(nóng)業(yè)、食品和藥物分析等領(lǐng)域。二、氟離子選擇性電極1.結(jié)構(gòu)：右圖敏感膜：(氟化鑭單晶)摻有EuF2 的LaF3單晶切片；內(nèi)參比電極：Ag-AgCl電極(管內(nèi))。內(nèi)參比溶液：的NaCl和mol/L的NaF混合溶液（F-用來(lái)控制膜內(nèi)表面的電位，Cl-用以固定內(nèi)參比電極的電位）。2.原理 LaF3的晶格中有空穴，在晶格上的F-可以移入晶格鄰近的空穴而導(dǎo)電。對(duì)于一定的晶體膜，離子的大小、形狀和電荷決定其是否能夠進(jìn)入晶體膜內(nèi)，故膜電極一般都具有較高的離子選擇性。當(dāng)氟電極插入到F-溶液中時(shí)，F(xiàn)-在晶體膜表面進(jìn)行交換。25時(shí)： E膜 = K - 0.059 lgaF- = K + 0.059 pF 具有較高