離子選擇性電極的應用
點擊: 次 時間:2019-10-23 16:12
一．簡介：
1) 離子選擇性電極(又稱膜電極ISE,ion selective electrode),具有敏感膜并能產生膜電位的電極（基于離子交換或擴散的電極）。
2) 分類：根據膜性質的不同，有非晶體膜電極、晶體膜電極、敏化電極等。
3) 構造：主要由離子選擇性膜、內參比電極（通常為Ag/AgCl電極）、內參比溶液組成（由氯化物及相應離子的強電解質溶液組成）。
4) 原理：是通過某些離子在膜兩側的擴散、遷移和離子交換等作用，選擇性地對某個離子產生膜電勢、而膜電勢與該離子活度的關系符合Nernst方程。
E0---電極的標準電壓；
R---氣體常數（8.31439焦耳/摩爾和℃）；
T---開氏溫度（例：20℃相當于（273.15+20）293.15開爾文）；
F----法拉弟常數（96485.3383±0.0083C/mol）；
N---被測離子的化合價（銀=1，氫=1）；
ln（αMe）---離子活度αMe的對數；
公式推導：
ΔE=
lgαMe
lgαMe
即電位與離子活度的對數成線性關系。
二．離子電極的分類和常見離子電極
1) 根據電極外殼材質分為：塑料外殼和玻璃外殼、其中塑料外殼不可添加電解液
2) 根據電極結構分類：復合電極和非復合電極、一般在線應用上多采用非復合電極形式，即測量電極與參比電極分離式。
3) 根據膜性質不同：有非晶體膜電極、晶體膜電極、敏化電極等
4) 根據電纜連接線分類：有一體式電極和分體式電極。其中分體式電極多用于在線安裝，常用VP接頭，電纜線根據要求定制。
常見離子選擇性電極目錄和行業應用：
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農業
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硝酸根電極、鈣離子電極、鈉離子電極、鉀離子電極、溴離子電極、氯離子電極、銨離子電極、氟離子電極、硫氰酸根電極
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植物組織
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硝酸根電極、氯離子電極、氟離子電極、碘離子電極、氰離子電極、鈣離子電極、硫離子電極、鉀離子電極、硫氰酸根電極
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肥料
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氨氣敏電極、硝酸根電極、鉀離子電極、氟離子電極
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水產業
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氨氣敏電極、鈣離子電極、亞硝酸根電極、銨離子電極
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生物醫藥研究
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鈣離子電極、二氧化碳電極、氨氣敏電極、銨離子電極、硫氰酸根電極
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教育
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各類
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食品加工
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氯離子電極、硝酸根電極、鈉離子電極、碘離子電極、亞硝酸根電極
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牛奶和奶制品
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氯離子電極、鈣離子電極、氟離子電極、碘離子電極、亞硝酸根電極
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軟飲料
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氯離子電極、氟離子電極、二氧化碳電極、殘余氯氣電極
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酒精
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鉀離子電極、鈉離子電極、二氧化碳電極、氟離子電極、溴離子電極、鈣離子電極、殘余氯氣電極、硫氰酸根電極
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蔬菜
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硝酸根電極、氯離子電極
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地質與礦業
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氟離子電極、鈣離子電極、氰離子電極、氟硼酸根電極、硝酸根電極
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冶金和金屬電鍍
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氟離子電極、銅離子電極、氰離子電極、氟硼酸根電極、硝酸根電極、銨離子電極、硫氰酸根電極
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電鍍槽
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氯離子電極、殘余氯氣電極、氨氣敏電極、銨離子電極、硫氰酸根電極
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紙漿和紙
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鈉離子電極、氟離子電極、鈣離子電極、硫酸根電極
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石油提煉
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氨氣敏電極、氯離子電極、硫氰酸根電極
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制藥
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氟離子電極、蛋白質溶液中氨氣敏電極、銨離子電極、硫氰酸根電極
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污水處理
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硝酸根電極、氨氣敏電極、殘余氯氣電極、亞硝酸根電極、硫氰酸根電極
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蒸汽及發電
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氯離子電極、鈉離子電極、殘余氯氣電極、氟硼酸根電極
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飲用水
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總殘余氯氣電極、硝酸根電極、鈣離子電極、氯離子電極、氟離子電極
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自然水
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溴離子電極、鈣離子電極、氯離子電極、氟離子電極、硝酸根電極、鉀離子電極、銀離子電極、鈉離子電極、銅離子電極、亞硝酸根電極、銨離子電極
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海水
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鈉離子電極、氯離子電極、氟離子電極、硝酸根電極、氨氣敏電極、亞硝酸根電極、銨離子電極
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水產養殖
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亞硝酸根電極、銨離子電極
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三．離子電極的使用
1) 實驗前準備：器材準備（離子計或PH計、離子電極、燒瓶、容量瓶移液器等）、溶液準備（標準溶液、去離子水、電極填充液、離子強度調節劑）。
2) 電極準備：將電極填充液通過加液孔加入，原則上不高于加液孔。然后待電極活化30min。
3) 校準：配置0.1、1、10、100、1000ppm標準溶液，選用相近的兩種以上標液進行校正。原則：從低濃度依次進行。
4) 測量：將電極浸入待測溶液中、穩定后讀值。如測量有一定誤差、需綜合考慮影響因素，加以處理。
5) 壽命：與待測樣品的性質以及使用有關。經驗值1年。
四．影響因素
1) pH值：即不同離子在溶液中的存在形式受到pH值影響。所以在測量時，需要保持溶液在一定的pH值范圍以內。
2) 雜質：待測液中存在對測量離子有干擾的其他離子。需要選用相應化學試劑做隱蔽劑，排除干擾。
3) 溫度：不同溫度下，各種離子的存在形式有一定變化，從而影響含量的變化。
五．維護保養
1) 電極清洗：用純水對電極表面沖洗或浸泡、若未清洗干凈、需考慮待測液的性質，選擇相應試劑、但沖洗或浸泡時間不宜過長、用其他試劑后，應立即用純水洗凈。
2) 電極拋光：對于是金屬膜的電極、可用電極自帶的打磨紙進行拋光、至電極有金屬色為止。若效果不佳、可選用麂皮涂抹少量牙膏打磨電極金屬表面，有時會有奇效。
3) 更換膜頭：對于氣敏電極多用于軟性材質做敏化膜、如發現有影響測量問題，可更換膜頭，重新添加電解液。一般電極均自帶三個左右。
4) 電極填充液：一般三個月左右，更換一次。配方電極說明書中有相應描述。
5) 電極活化：選用與電極填充液相同的溶液對電極進行浸泡、一般2小時以上。
六．電極保存
1) 短期不用時，浸泡于與電極填充液相同的溶液中；
2) 長期不用時，因傾倒出電極填充液，并清洗干凈。保持干燥。用時，再添加活化。
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