直接电位法其他离子浓度的测定

无机与分析技术基础化学教研室王雷清直接电位法-其他离子浓度的测定直接电位法

二、其他离子浓度的测定直接电位法测定其他离子浓度常用的指示电极是离子选择性电极，离子选择性电极是对待测定离子有选择性响应的膜电极。

直接电位法

（一）离子选择性电极1.电极基本结构与电极电位电极基本结构包括电极膜、电极管、内参比电极和内参比溶液（如图11—8所示）

当待测液与电极膜接触时，电极膜对待测液中的某些离子有选择性响应，由于电极膜和溶液界面的离子交换和扩散作用，当达到平衡后膜两侧建立电位差。因为内参比溶液浓度是一恒定值，所以离子选择性电极的电位。直接电位法

与待测离子的浓（活）度之间满足Nernst方程式。

即：

（11—13）响应离子为阳离子时取“+”，响应离子为阴离子时取“-”。

直接电位法

2.离子选择性电极的分类：1975年国际纯粹与应用化学联合会基于离子选择性电极绝大多数都是膜电极这一事实，依据膜的特征，推荐将离子选择性电极分类如下：

直接电位法

3.各种离子选择性电极的性能

（1）晶体膜电极

产生机理：晶体中存在晶格缺陷，即有晶格空隙，挨近空隙的可移动的离子能移动到空隙中。离子扩散→电荷分布的改变→建立双电层→膜电位

选择性：一定的电极膜，按其空隙大小、形状、电荷分布，只能容纳一定的可移动离子，其他离子则不能进入。干扰：来自晶体表面的化学反应，即共存离子与晶格离子形成难溶盐或络合物，改变膜表面性质。

直接电位法

3.各种离子选择性电极的性能

（2）非晶体膜电极

1)刚性基质电极:

主要响应离子：Na+、K+、Ag+、Li+阴离子玻璃电极的玻璃膜组成结构与pH玻璃电极相似，阳离子玻璃电极的选择性主要决定于玻璃的组成。

直接电位法

（2）非晶体膜电极

2)活动载体电极：也称液膜电极，活动载体可以在膜相中流动，但不能离开电极膜。带电荷流动载体膜电极有Ca2+，Cu2+等离子选择性电极。Ca2+选择电极是一种典型的液膜电极：内参比电极：Ag/AgCl电极。内部溶液：0.1mol/LCaCl2溶液。液体离子交换剂：0.1mol/L二葵基膦酸钙的苯基膦酸二辛脂溶液。多孔膜：是疏水性的，仅有活性有机相在界面发生交换反应

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（3）氧化离子选择性电极

1）气敏电极：是将气体渗透膜与离子选择性电极组成的复合电极。是一种气体传感器，用于测定溶液中气体的含量。构成：透气膜，内充溶液，参比电极，指示电极。检测原理：试液气体通过透气膜进入液层，导致某种离子活度改变，从而使电池电动势改变。

2）酶电极：基于界面反应（酶催化反应），被测物在酶作用下转变为指示电极响应的新物质。酶电极是一种常用的生物传感器。

直接电位法

4．测定方法由于液接电位、不对称电位的存在，以及活度难于计算，因此在直接电位法中一般不采用Nernst方程式直接计算待测离子浓度，常采用以下几种方法。（1）直接比较法：又称两次测定法，与测定溶液pH原理相似，首先测得标准溶液的电动势ES，然后再测得待测溶液电动势Ex，然后求出待测溶液离子浓度cX值。

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4．测定方法

（2）标准曲线法：在离子选择性电极线性范围内，根据浓度从小到大的顺序分别测定标准溶液的电动势Esi，然后再以同样的方法测定的待测溶液电动势Ex。通过测得标准溶液的电动势Esi和标准溶液浓度cs作ESi