溶液中被測離子接觸電極時(shí),在離子選擇電極基質(zhì)的含水層內(nèi)發(fā)生離子遷移。遷移的離子的電荷改變存在著電勢,因而使膜面間的電位發(fā)生變化,在測量電極與參比電極間產(chǎn)生一個(gè)電位差。
一般常用電極結(jié)構(gòu):
鈉電極特點(diǎn):鈉電極是一種玻璃毛細(xì)管電極用來測定液體樣本中的鈉離子濃度,主要結(jié)構(gòu):
電極套:透明塑料。
測量毛細(xì)管:鈉敏感玻璃。
電極室 :密封的,內(nèi)充滿鈉電極液。
電極芯:Ag、Agcl
鉀電極特點(diǎn):鉀電極是一種膜電板,也是用來測量樣本中的鉀離子濃度。
主要結(jié)構(gòu):
電極套:透明塑料。
測量毛細(xì)管:鉀離子敏感膜。
電極室:密封的,內(nèi)充滿K+液。
電極芯:Ag/Agcl
氯電極特點(diǎn):氯電極也是一種膜電極,用來測量樣本中的Cl離子濃度。
主要結(jié)構(gòu):
電極套:透明塑料。
測量毛細(xì)管:Cl離子敏感膜。
電極室:密封的且充有Cl-液。
電極芯:Ag/Agcl
參比電極特點(diǎn):參比電極是連接樣本和信號地的一個(gè)裝置。
主要結(jié)構(gòu): 參比電極由兩部分組成: 參比電極套和參比電極芯。參比電極套中的參比液在以參比電極芯與樣本之間形成一個(gè)鹽橋,每次測量開始時(shí),參比液被注入?yún)⒈入姌O套中,同時(shí)有一小部分參比液由玻璃毛細(xì)管中滲入測量室 ,從而在樣本和參比電極芯之間形成鹽橋,參比電極芯在電信號地和參比液之間形成回路。
測量過程:離子選擇式電極,電極內(nèi)含有已知離子濃度的電極液,通過離子選擇電極膜與樣本中相應(yīng)離子相互滲透,從而在膜的兩邊產(chǎn)生膜電位,樣本中離子濃度不用,產(chǎn)生的電位信號的大小也不同,通過測量電位信號大小就可以測知樣本中離子的濃度。
電極內(nèi)液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產(chǎn)生電化學(xué)電位,這個(gè)電位可由電極取出,輸往放大器的輸入端,放大器的另一個(gè)輸入端與參比電極連接并接地,電極電壓可進(jìn)一步放大。形成電壓差,決定著被測樣本的離子濃度。
3、研究過程
電極溶液中被測離子接觸電極時(shí),在離子選擇電極膜基質(zhì)的含水層內(nèi)發(fā)生離子遷移。遷移離子的電荷改變存在著電勢,因而使膜面間的電位發(fā)生變化;在測量電極與參比電極間產(chǎn)生一個(gè)電位差。理想的離子選擇性電極對溶液中所要測定的離子產(chǎn)生的電位差,應(yīng)符合能斯特(Nernst)方程: E=E0+ log10a(x)
E:測得的電位
E0:標(biāo)準(zhǔn)電極電位(常數(shù))
R:氣體常數(shù)
T:絕對溫度
Z:離子價(jià)
F:法拉第常數(shù)
a(x):離子的活度
可見測得的電極電位和“X”離子的活度的對數(shù)成比例,當(dāng)活度系數(shù)保持恒定時(shí),電極電位與離子濃度(C)的對數(shù)也成比例,以此來求出溶液中離子的活度或濃度。
目前生產(chǎn)鈉鉀氯離子電極分析儀的廠家很多,但所用的電極基本相同,鈉多采用硅酸鋰鋁玻璃電極膜制成,壽命較長,鉀電極多采用結(jié)頁氨霉素膜制成。
離子選擇性電極分析儀內(nèi)的主要組成部分Na+、K+、Cl-電極都有規(guī)定的壽命,需要定期更換。一般情況下,經(jīng)多次保養(yǎng)電極,且保證管道暢通,多次定標(biāo)仍不能通過的電極,就需更換此電極。
觀察這些極損的電極,發(fā)現(xiàn)其報(bào)損的原因是電極內(nèi)的電極液面低于銀針面。在測量樣本時(shí),測得的電位差無法通過銀針傳送給參比電極,以做下一步的放大及測定。