文档介绍：离子选择电极的类型及作用原理
一. 分类
知识要点
膜电位产生的原理
电位法测定pH的原理
离子选择电极的类型
离子选择电极性能的重要参数:检测限、响应斜率、响应时间和电位选择性系数。
常用的离子选择电极的定量方法:直接比较法、校正曲线法、标准加入法
电位滴定反应的类型及其指示电极的选择
一膜电极
1. 膜电位
膜电位是膜内扩散电位和膜与电
解质溶液形成的内外界面的Dinann电
位的代数和。
在两种不同离子或离子相同而活度不同的液/液界面上,由于离子扩散速度的不同,能形成液接电位,它也可称为扩散电位。扩散电位不仅存在于液/液界面,也存在于固体膜内,在离子选择电极的膜中可产生扩散电位。
3. Donann电位
若有一种带负电荷载体的膜(阳离子交换物质)或选择性渗透膜,它能交换阳离子或让被选择的离子通过,如膜与溶液接触时,膜相中可活动的阳离子的活度比溶液中的高,膜让阳离子通过,不让阴离子通过,这是一种强制性和选择性的扩散,从而造成两相界面的电荷分布不均匀,产生双电层形成电位差,这种电位称为Donann电位,在离子选择电极中膜与溶液两相界上的电位具有Dinann电位性质。
、Donnan电位φD和扩散 电位φd 的定量关系
膜相
溶液(外) φd 溶液(内)
 
αⅠ αⅡāⅡāⅠ
φD外φD内
当研究物质在相界上达到平衡时,电化学势相等,即: μ*Ⅰ=μ*Ⅱ
这时,
μoⅠ+RTlnαⅠ+ZFφⅠ= μoⅡ+RTlnαⅡ+ZFφⅡ
设Z=1,μoⅠ=μoⅡ,则:
F(φⅠ-φⅡ)=±RTlnαⅠ/αⅡ
φD=φⅠ-φⅡ=±RT/FlnαⅠ/αⅡ
φM = φD外+ φd + φD内
选择电极电位φISE
φISE=φ内参+φM
=k* ±RT/FlnαI外
k*内包括了φd,φ内参,αⅡ,αI内常数。
E电= φ SCE —φISE
膜电极的共性
低溶解性:膜在溶液介质(通常是水)的溶解度近似为0,因此,膜材料多为玻璃、高分子树脂、低溶性的无机晶体等;
导电性(尽管很小):通常以荷电离子的在膜内的迁移形式传导;
选择性:膜或膜内的物质能选择性地和待测离子“结合”。通常所见到的“结合”方式有:离子交换、结晶、络合。