离子选择电极的类型及作用原理

离子选择电极的类型及作用原理2、扩散电位

在两种不同离子或离子相同而活度不同得液／液界面上,由于离子扩散速度得不同,能形成液接电位,她也可称为扩散电位。扩散电位不仅存在于液／液界面,也存在于固体膜内,在离子选择电极得膜中可产生扩散电位。3、界面电位

如果膜与溶液接触时,膜相中可活动得离子与溶液中得某些离子有选择得发生互相作用,这种强制性和选择性得作用,从而造成两相界面得电荷分布不均匀,产生双电层形成电位差,这种电位称为界面电位,在离子选择电极中膜与溶液两相界上得电位具有这种电位性质。4、膜电位φM、界面电位φD和扩散

电位φd得定量关系

膜相

溶液(外)

φd 溶液(内)

αⅠ αⅡ āⅡ āⅠ

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/αⅡφD=φⅠ-φⅡ=±RT/FlnαⅠ/αⅡ扩散电位膜电位

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,āI,II内常数。

E电=φSCE

－φISE

二、玻璃膜电极最早也就是最广泛被应用得膜电极就就是pH玻璃电极。她就是电位法测定溶液pH得指示电极。玻璃电极得构造如图(玻璃电极),下端部就是由特殊成分得玻璃吹制而成球状薄膜。膜得厚度为0·1mm。玻璃管内装一定pH值(PH=7)得缓冲溶液和插入Ag／AgCl电极作为内参比电极。G-Na+＋H+G-H＋＋Na＋

≡SiO－H+＋H20≡SiO-

＋H30+

大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点目前有H+,Na+,K+,Ag+,Li+得玻璃电极。如果内充液和膜外面得溶液相同时,则中膜电位应为零。但实际上仍有一个很小得电位存在,这个电位称为不对称电位。在pH＜1时,如强酸性溶液中,或盐浓度较大时,或某些非水溶液中,pH得测量往往高,这就是由于传送H就是靠H2O,水分子活度变小,(H3O+)也就变小了,这种现象称为“酸差”。另个相对应得就是“钠差”(所谓“钠差”见参武大教材p282)。玻璃电极这类膜就是难溶盐得晶体,最典型得就是氟离子选择电极,敏感膜由LaF3单晶片制成,其组成为:少量0、1%～0、5%EuF2和1%～5%CaF2,晶格点阵中La3+被Eu2+,Ca2+取代,形成较多空得F－点阵,降低晶体得电阻,导电由F－完成。三、晶体膜电极氟离子选择电极氟电极受OH－得干扰,因为LaF3+3OH=La(OH)3+3F－另一方面

HF=H＋

+F－∴氟电极适用得PH范围为PH5～7。另一类非单晶体电极,而就是难溶盐Ag2S和A以及Ag2S和MS做成得电极Cl-,Br-,I－,CN－,Ag＋,S2-,Cu2+,Pb2+,Cd2+等(见表6－2)。四、流动载体电极(液膜电极,图)

流动载体可在膜中流动,但不能离开膜,而离子可以自由穿过膜。这种电极电活性物质(载体),溶剂(增塑剂),基体(微孔支持体)构成。钙离子选择电极内参比溶液为含Ca2+水溶液。内外管之间装得就是0、1mol/L二癸基磷酸钙(液体离子交换剂)得苯基磷酸二辛酯溶液。其极易扩散进入微孔膜,但不溶于水,故不能进入试液溶液。二癸基磷酸根可以在液膜-试液两相界面间传递钙离子,直至达到平衡。由于Ca2+在水相(试液和内参比溶液)中得活度与有机相中得活度差异,在两相之间产生相界电位。液膜两面发生得离子交换反应:[(RO)2PO]2-Ca2+(有机相)=2[(RO)2PO]2

-(有机相)+Ca2+(水相)

钙电极适宜得pH范围就是5～11,可测出10-5mol/L得Ca2+。

流动载体可制成类似固态得“固化”膜,如PVC(PolyvunylChloride)膜电极。测阳离子时,载体带负电荷,测阴离子时,载体带正电荷。中性载体,载体得不带电荷得中性有机分子,具有未成对得电子,能与响应离子络合成为络阳离子而带有电荷。二甲基-二苯并30-冠醚-10K+－冠醚配合物模型五、气敏电极

气敏电极端部装有透气膜,气体可通过她进人管内。管内插入pH玻璃复合电极,复合电极就是将外多比电极(Ag／AgCI)绕在电极周围。管中充有电解液,也称中介