X-PDF

Ионоселективные электроды

Поделиться статьей

Ионоселективные электроды (ИСЭ) – это датчики, позволяющие избирательно определять активность одних ионов в присутствии других.

ИСЭ состоят из следующих элементов (рис. 18):

§ полупроницаемой мембраны 1 (одни ионы из раствора проходят в неё, другие – нет) .

§ внутреннего раствора 3 с постоянной концентрацией определяемого иона .

§ внутреннего электрода сравнения 4 .

§ а также корпуса 2 и экрпанированного провода.

Ионы могут переходить из раствора в мембрану за счёт различных процессов:

§ ионного обмена, например, в случае стеклянного, нитрат-селективного и многих др. электродов .

§ комплексообразования .

§ распределения .

§ растворимости определяемого вещества в материале мембраны .

§ ситового эффекта, если размер иона практически равен размеру пор мембраны.

Типы мембран ИСЭ.

1. Стеклянные мембраны (известны с 1906 г.) изготавливаются из специальных сортов стёкол, способных к обмену ионов.

2.

Рис. 18. Ионоселективный электрод

Твёрдые гомогенные мембраны (известны с 60-х гг. ХХ в.) изготавливаются из монокристаллов солей (LaF3) или спрессованных порошков солей (CuS, Ag2S). Перенос заряда происходит за счёт дефектов кристаллической решётки, т. е. вакансии занимаются свободными соседними ионами.

3. Твёрдые гетерогенные мембраны изготавливаются из твёрдого вещества, обеспечивающего ионный обмен (ионообменная смола, малорастворимое соединение, хелатный комплекс), и непроводящей матрицы (каучук, полиэтилен, полистирол):

Твёрдый ионит + Непроводящая матрица

4. Жидкие мембраны (известны с 1967 г.) изготавливаются из жидкого вещества, обеспечивающего ионный обмен, полимерного связующего (поливинилхлорид – ПВХ) и пластификатора (эфиры фталевой, себационовой и других кислот):

Жидкий ионит + Полимерное связующее + Пластификатор

Потенциал ионоселективного электрода в отсутствие
посторонних ионов

Если ИСЭ погрузить в раствор, содержащий определяемые ионы А, то на внешней и внутренней поверхности мембраны будет происходить обмен ионами А:

Представленная информация была полезной?
ДА
58.55%
НЕТ
41.45%
Проголосовало: 982

А(м) «А(р).

Если активности иона А во внешнем и внутреннем растворах не равны (¹ ), то возникает разность потенциалов:

где и – граничные потенциалы на внешней и внутренней поверхностях мембраны. Устанавливаются за счёт неравномерного распределения носителей электричества (ионов).

Поскольку = const, то уравнение принимает вид:

(1)

где const – постоянная величина, которая объединяет все величины, не зависящие от .

p A = –lg.

Графический вид зависимости потенциала ИСЭ от p A приведен на рис. 19.

Рис. 19. Зависимость потенциала ИСЭ от pA: 1 – для катионов (z – положительная величина) . 2 – для анионов (z – отрицательная величина).

Потенциал ионоселективного электрода в присутствии
мешающих ионов

Если ИСЭ погрузить в раствор, содержащий определяемые ионы А и мешающие ионы В, то на внешней и внутренней поверхности мембраны будет происходить обмен ионами А (основная реакция):

А (м) «А (р).

Помимо основной реакции в той или иной мере может протекать побочная реакция:

А (м) + В (р) «А (р) + В (м),

за счёт которой мешающие ионы В проникают в мембрану. В этом случае потенциал ИСЭ описывается уравнением Никольского (модифицированное уравнение Нернста):

(2)

где kA,Bпотенциометрический коэффициент селективности ИСЭ по отношению к иону А в присутствии мешающего иона В .

zА и zВ – заряды ионов А и В.


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.55%
НЕТ
41.45%
Проголосовало: 982

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет