離子選擇電極的類型及作用原理

離子選擇電極的類型及作用原理2、擴(kuò)散電位

在兩種不同離子或離子相同而活度不同得液／液界面上,由于離子擴(kuò)散速度得不同,能形成液接電位,她也可稱為擴(kuò)散電位。擴(kuò)散電位不僅存在于液／液界面,也存在于固體膜內(nèi),在離子選擇電極得膜中可產(chǎn)生擴(kuò)散電位。3、界面電位

如果膜與溶液接觸時(shí),膜相中可活動(dòng)得離子與溶液中得某些離子有選擇得發(fā)生互相作用,這種強(qiáng)制性和選擇性得作用,從而造成兩相界面得電荷分布不均勻,產(chǎn)生雙電層形成電位差,這種電位稱為界面電位,在離子選擇電極中膜與溶液兩相界上得電位具有這種電位性質(zhì)。4、膜電位φM、界面電位φD和擴(kuò)散

電位φd得定量關(guān)系

膜相

溶液(外)

φd 溶液(內(nèi))

αⅠ αⅡ ?、??、?/p>

φD外

φD內(nèi)當(dāng)研究物質(zhì)在相界上達(dá)到平衡時(shí),電化學(xué)勢(shì)相等,即:

μ*Ⅰ=μ*Ⅱ這時(shí),μoⅠ+RTlnαⅠ+ZFφⅠ=μoⅡ+RTlnαⅡ+ZFφⅡ設(shè)Z=1,μoⅠ=μoⅡ,則:

F(φⅠ-φⅡ)=±RTlnαⅠ/αⅡφD=φⅠ-φⅡ=±RT/FlnαⅠ/αⅡ擴(kuò)散電位膜電位

φM=φD外

+φd+φD內(nèi)選擇電極電位φISE

φISE=φ內(nèi)參+φM

＝k*±RT/FlnαI外k*內(nèi)包括了φd,φ內(nèi)參,αⅡ,āI,II內(nèi)常數(shù)。

E電=φSCE

－φISE

二、玻璃膜電極最早也就是最廣泛被應(yīng)用得膜電極就就是pH玻璃電極。她就是電位法測(cè)定溶液pH得指示電極。玻璃電極得構(gòu)造如圖(玻璃電極),下端部就是由特殊成分得玻璃吹制而成球狀薄膜。膜得厚度為0·1mm。玻璃管內(nèi)裝一定pH值(PH=7)得緩沖溶液和插入Ag／AgCl電極作為內(nèi)參比電極。G-Na+＋H+G-H＋＋Na＋

≡SiO－H+＋H20≡SiO-

＋H30+

大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)目前有H+,Na+,K+,Ag+,Li+得玻璃電極。如果內(nèi)充液和膜外面得溶液相同時(shí),則中膜電位應(yīng)為零。但實(shí)際上仍有一個(gè)很小得電位存在,這個(gè)電位稱為不對(duì)稱電位。在pH＜1時(shí),如強(qiáng)酸性溶液中,或鹽濃度較大時(shí),或某些非水溶液中,pH得測(cè)量往往高,這就是由于傳送H就是靠H2O,水分子活度變小,(H3O+)也就變小了,這種現(xiàn)象稱為“酸差”。另個(gè)相對(duì)應(yīng)得就是“鈉差”(所謂“鈉差”見參武大教材p282)。玻璃電極這類膜就是難溶鹽得晶體,最典型得就是氟離子選擇電極,敏感膜由LaF3單晶片制成,其組成為:少量0、1%～0、5%EuF2和1%～5%CaF2,晶格點(diǎn)陣中La3+被Eu2+,Ca2+取代,形成較多空得F－點(diǎn)陣,降低晶體得電阻,導(dǎo)電由F－完成。三、晶體膜電極氟離子選擇電極氟電極受OH－得干擾,因?yàn)長(zhǎng)aF3+3OH=La(OH)3+3F－另一方面

HF=H＋

+F－∴氟電極適用得PH范圍為PH5～7。另一類非單晶體電極,而就是難溶鹽Ag2S和A以及Ag2S和MS做成得電極Cl-,Br-,I－,CN－,Ag＋,S2-,Cu2+,Pb2+,Cd2+等(見表6－2)。四、流動(dòng)載體電極(液膜電極,圖)

流動(dòng)載體可在膜中流動(dòng),但不能離開膜,而離子可以自由穿過膜。這種電極電活性物質(zhì)(載體),溶劑(增塑劑),基體(微孔支持體)構(gòu)成。鈣離子選擇電極內(nèi)參比溶液為含Ca2+水溶液。內(nèi)外管之間裝得就是0、1mol/L二癸基磷酸鈣(液體離子交換劑)得苯基磷酸二辛酯溶液。其極易擴(kuò)散進(jìn)入微孔膜,但不溶于水,故不能進(jìn)入試液溶液。二癸基磷酸根可以在液膜-試液兩相界面間傳遞鈣離子,直至達(dá)到平衡。由于Ca2+在水相(試液和內(nèi)參比溶液)中得活度與有機(jī)相中得活度差異,在兩相之間產(chǎn)生相界電位。液膜兩面發(fā)生得離子交換反應(yīng):[(RO)2PO]2-Ca2+(有機(jī)相)=2[(RO)2PO]2

-(有機(jī)相)+Ca2+(水相)

鈣電極適宜得pH范圍就是5～11,可測(cè)出10-5mol/L得Ca2+。

流動(dòng)載體可制成類似固態(tài)得“固化”膜,如PVC(PolyvunylChloride)膜電極。測(cè)陽離子時(shí),載體帶負(fù)電荷,測(cè)陰離子時(shí),載體帶正電荷。中性載體,載體得不帶電荷得中性有機(jī)分子,具有未成對(duì)得電子,能與響應(yīng)離子絡(luò)合成為絡(luò)陽離子而帶有電荷。二甲基-二苯并30-冠醚-10K+－冠醚配合物模型五、氣敏電極

氣敏電極端部裝有透氣膜,氣體可通過她進(jìn)人管內(nèi)。管內(nèi)插入pH玻璃復(fù)合電極,復(fù)合電極就是將外多比電極(Ag／AgCI)繞在電極周圍。管中充有電解液,也稱中介