Ионоселективный электрод - Ion-selective electrode

An ионоселективный электрод (ISE), также известный как специфический ионный электрод (SIE), это преобразователь (или же датчик ), который преобразует Мероприятия конкретного ион растворился в решение в электрический потенциал. Напряжение теоретически зависит от логарифм ионной активности, согласно Уравнение Нернста. Ионоселективные электроды используются в аналитическая химия и биохимический /биофизический исследования, где измерения ионный концентрация в водный раствор необходимы.[1]

Типы ионоселективной мембраны

В ионоселективных электродах (ИСЭ) используются четыре основных типа ионоселективных мембран: стеклянные, твердотельные, на жидкой основе и составные электроды.[2][3]

Стеклянные мембраны

Основная статья: Стеклянный электрод

Стекло мембраны изготовлены из стекла ионообменного типа (силикат или же халькогенид ). Этот тип ИСЭ имеет хорошие избирательность, но только для нескольких однозарядных катионы; в основном H+, Na+, а Ag+. Халькогенидное стекло также имеет селективность для двухзарядных ионов металлов, таких как Pb2+, и Cd2+. Стеклянная мембрана обладает превосходной химической стойкостью и может работать в очень агрессивных средах. Очень распространенным примером этого типа электрода является стеклянный электрод pH.

Кристаллические мембраны

Кристаллические мембраны состоят из моно- или поликристаллитов одного вещества. Они обладают хорошей селективностью, потому что только ионы, которые могут проникать в Кристальная структура может помешать электрод отклик. В этом основное отличие электродов этого типа от электродов со стеклянной мембраной. Отсутствие внутреннего решения снижает потенциальные переходы. Селективность кристаллических мембран может быть как для катион и анион мембранообразующего вещества. Примером может служить селективный электрод фторид на основе LaF3 кристаллы.

Ионообменные полимерные мембраны

Ионообменные смолы основаны на специальных органических полимер мембраны, содержащие специфическое ионообменное вещество (смолу). Это наиболее распространенный тип ионоспецифического электрода. Использование специальных смол позволяет изготавливать селективные электроды для десятков различных ионов, как одноатомных, так и многоатомных. Они также являются наиболее распространенными электродами с анионной селективностью. Однако такие электроды обладают низкой химической и физической прочностью, а также «временем жизни». Примером может служить калиевый селективный электрод, на основе валиномицин как ионообменный агент.

Ферментные электроды

Фермент электроды определенно не соответствуют действительности ион-селективные электроды, но обычно рассматриваются в рамках темы электродов, специфичных для ионов. Такой электрод имеет механизм «двойной реакции» - фермент вступает в реакцию с определенным веществом, и продукт этой реакции (обычно H+ или ОН−) обнаруживается истинным ионоселективным электродом, таким как pH -селективные электроды. Все эти реакции происходят внутри специальной мембраны, которая покрывает настоящий ионоселективный электрод, поэтому ферментные электроды иногда считаются ионоселективными. Примером является глюкоза селективные электроды.



Щелочной металл ISE

Валиномицин

Электроды для каждого иона щелочного металла, Li+, Na+, К+, Руб.+ и Cs+ были разработаны. Принцип, на котором основаны эти электроды, заключается в том, что ион щелочного металла заключен в молекулярную полость, размер которой соответствует размеру иона. Например, электрод на основе Валиномицин может использоваться для определения концентрации ионов калия.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ А. Дж. Бард и Л. Фолкнер (2000). Электрохимические методы: основы и применение. Нью-Йорк: Вили. ISBN  978-0-471-04372-0.
  2. ^ Р. П. Бак и Э. Линднер (1994). «Рекомендации по номенклатуре ионоселективных электродов» (PDF). Pure Appl. Chem. 66 (12): 2527–2536. Дои:10.1351 / pac199466122527.
  3. ^ Эрик Баккер и Ю Цинь (2006). «Электрохимические датчики». Анальный. Chem. 78 (12): 3965–3984. Дои:10.1021 / ac060637m. ЧВК  2883720. PMID  16771535. (Обзорная статья)
  4. ^ Хаузер, Питер К. (2016). «Глава 2. Определение ионов щелочных металлов в биологических и экологических пробах». В Астрид, Сигель; Гельмут, Сигель; Роланд К.О., Сигель (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль в жизни. Ионы металлов в науках о жизни. 16. Springer. С. 11–25. Дои:10.1007/978-3-319-21756-7_2. ISBN  978-3-319-21755-0. PMID  26860298.

внешняя ссылка