離子選擇電極術(shù)語表

1、pX 的定義與pH 一樣，以mol/L表示的離子活度的負對數(shù)。pH中的H指的是氫離子H+的濃度，而pX中的X代表的是所測量的離子濃度，一般用以表示H+以外的離子。pXi是在溶液i中的pX值。比如當(dāng)pXi的值為4.00指的是溶液i中含有的X離子的濃度為1x10-4 (0.0001) Mol/L。見以下濃度和濃度系數(shù)的詳盡解釋。以ppm表示的濃度的換算是用單位為毫克的離子的重量（原子量或者分子量亦可）乘以摩爾濃度：例如：1 Mol/L 氯化物（chloride）35,500 ppm 或者0.01 Mol/L硝酸鹽(nitrate)620ppm。Ei 是在i溶液中測得的電動勢DEi 是在i溶液中測量

2、的誤差，也就是與最佳中心數(shù)據(jù)線的偏離幅度。Accuracy - 精確度：真實值與測量值之間的偏差程度。（有別于 精密度）Activit - 活度： 溶液中有效的自由離子的數(shù)量。（有別于濃度有別）一種離子的化學(xué)效用是決定于溶液中其他離子的數(shù)量和種類的，也就是說它取決于溶液中離子的強度。改變?nèi)芤旱慕M分對給定離子的固定濃度或多或少會產(chǎn)生影響。但在稀的溶液中離子分布得比較分散，活動比較自如，所以活度和濃度實際上是一樣的。但在更多濃的溶液中或那些包含其他離子的混合溶液中，離子分布比較緊密，他們的活動會因為內(nèi)部離子的交互作用而受阻。因此在含有多種離子的高濃度的溶液中活度跟濃度就可能不一致。在化學(xué)反應(yīng)中能夠

3、確定化學(xué)反應(yīng)速率的是活度而不是濃度。在做離子選擇電極測量時，它是用于確定那些通過離子選擇電極的膜的離子的比例，所以電壓大小可以通過電極測得。任何一種已知濃度的溶液中離子的活度可以從下面的公式計算得出：a = f x c f表示活度系數(shù) ，c表示摩爾濃度Activity coefficient - 活度系數(shù)：溶液中離子的活度與濃度之間的關(guān)系系數(shù)。                    fa/c，其中

4、f 的值總是小于1請詳見初學(xué)者指南中的活度系數(shù)表?；疃认禂?shù)取決于溶液中的離子強度。由于溶液中的離子交互作用的影響，離子強度越大活度系數(shù)就越小。任何溶液中的離子活度系數(shù)都可以通過德拜-休克爾方程(Debye-Huckel equation 經(jīng)Davies修正)計算出來：-Log(f) = (0.51 x Z2 x SQR(I) / (1 + (3.29 x d x SQR(I) - (0.1 x Z2 x I) Where:其中Z表示離子的電荷 I表示溶液的離子強度 d表示離子半徑（單位：nm） 這個方程只是適用于當(dāng)I0.6Molar的時候。當(dāng)離子強度很高時其他因數(shù)的影響就會使得這個計算活度系數(shù)

5、的方程不再成立。此外，使用這個方程的時候需要知道溶液中所有組分的類型和濃度，而在現(xiàn)實應(yīng)用中這些數(shù)據(jù)是不容易在實際分析樣品中獲取的?？朔疃群蜐舛戎g的差別的其中一種方法就是在分析樣品和標(biāo)準(zhǔn)品的活度加入ISAB（離子強度調(diào)節(jié)緩沖溶液）使活度系數(shù)保持相等，同時可以直接從校準(zhǔn)圖表中讀出濃度的值。但有一點必須注意的是，大部分情況下加入ISAB也都只可以產(chǎn)生0.1M的增值，所以只有在樣品的初始值嚴格低于這個值時ISAB才會起到作用。而且，在低離子強度的情況下，濃度與活度之間的差距是相當(dāng)少的。 因此在低離子強度時沒有必要加入ISAB，而且以單位濃度代替活度進行校準(zhǔn)并不會對測量產(chǎn)生很大的誤差。例如：單價離子

6、，當(dāng)I=0.01M時，其活度系數(shù)大約是0.9左右；當(dāng)I=0.001M時, 其活度系數(shù)大約為0.97時。；二價離子， 當(dāng)I0.001M時，其活度系數(shù)大為約0.87左右；當(dāng)I0.00001M時，其活度系數(shù)大為0.96?？朔疃群蜐舛戎g的差別的其他方法有：a） 稀釋分析樣品，必須小心不要稀釋過度，使要測量的離子的的濃度低于它的線性范圍。 b） 用矩陣的方法處理標(biāo)樣的數(shù)據(jù)，使之與分析樣品相近，但標(biāo)樣中不包含有要測量的離子。 c） 利用標(biāo)樣加入法分析或者樣品加入法去分析 Anion - 陰離子：帶負電荷的離子。（例如：Cl-, S2-, NO3-, CO32-）ATC - 自動溫度補償器：自動調(diào)節(jié)所顯

7、示的pH值（活度或濃度），從而校正由于分析過程中溫度的變化而引起的電極梯度的變化。Average number - 平均值：ISE測量系統(tǒng)的毫伏電動勢顯示值是電極電動勢的平均值， 即在設(shè)定的平均值內(nèi)電極電動勢的每秒讀數(shù)的計算平均值。在ISE的電腦軟件界面中，操作者可以在選項中改變計算平均值的設(shè)置，以減少測量噪音 和增加ISE測量的精確度。Bridge solution - 橋液：見鹽橋 Buffer solution - 緩沖溶液：見ISAB（離子強度調(diào)節(jié)緩沖溶液）和TISAB.BS-1 Buffer - BS-1 緩沖溶液：(pH=3.8)是在肉類榨取液中測量亞硝酸離子的專門緩沖溶液。是由3

8、.26g乙酸鈉和10ml冰醋酸溶于1000ml水中制得。BS-2 Buffer - BS-2 緩沖溶液：(pH=3.2)是在天然水樣中測量亞硝酸離子的專門緩沖溶液。是由14.32g磷酸鉍和15.37g檸檬酸溶于1000ml水中制得。Calibration - 校準(zhǔn)：測量系統(tǒng)通過對已知測量組分標(biāo)樣進行測量所取得的測量值的過程，稱之為測量系統(tǒng)的校正過程，它將使得檢測器能夠真實地反映未知樣品的測量值。在用離子選擇電極測量時，測量出所使用電極對一系列標(biāo)樣的響應(yīng)值，從而確定校準(zhǔn)曲線圖的線性和斜率。隨著個人電腦和微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，校準(zhǔn)曲線圖或校準(zhǔn)計算基本都由電腦系統(tǒng)來承擔(dān)了，手工繪制校準(zhǔn)曲線圖已經(jīng)很

9、少了，比如是在給學(xué)生做的基礎(chǔ)訓(xùn)練。Calibration graph - 校準(zhǔn)曲線圖：電動勢對兩個或者更多標(biāo)準(zhǔn)溶液的活度或濃度作的圖。通常電動勢作y軸（單位為mV），濃度（ppm或者 Mole為單位）作x軸?？蛇x的方法通常是濃度的對數(shù)或pX為x軸。（見直接電位測定法和 斜率）Cation - 陽離子：帶正電荷的離子。（例如：Na+, Ca2+, NH4+）Combination electrode - 組合電極：把敏感電極和參考電極組合成一個系統(tǒng)。Complexing agent - 配位劑：任何由溶液中的離子組成的化合物會形成未離解分子，使溶液的組分比較復(fù)雜，但不會變成沉淀。但離子仍然可以有

10、效地同溶液分隔而不被ISE檢測出來。配位劑一般用于滴定和分隔干擾離子。Concentration - 濃度：在已知體積的溶液中離子或者分子的總數(shù)。（有別于活度）。當(dāng)用離子選擇電極測量離子濃度的時候，值得注意的是在校準(zhǔn)曲線圖和校準(zhǔn)樣品中使用的濃度是溶液中自由離子的濃度，而不是這種離子所由來的化合物的濃度。如果是使用摩爾濃度作單位以及所測量的離子在化合物中是最高價態(tài)或者化合物中兩種離子都是單價的話，離子的濃度就會跟化合物的濃度相同。例如：1摩爾（Molar） 的氯化鈣（ CaCl2 ）溶液包含1mol/L的鈣離子（Ca+ ），但包含2mol/L的氯離子（Cl-.）。同時還要注意區(qū)分自由離子的濃度和

11、總濃度（包括了配合劑中任何離子以及未離解分子中任何原子的濃度）。Concentration units - 濃度的單位：在已知體積的溶液中某種溶解物質(zhì)的數(shù)量，體積，或者重量的單位。注意：這并不是指在已知體積中的溶劑濃度！克每升（g/L）：每升溶液中的特定物質(zhì)的重量（以克作計量單位），例如：啊10g固體溶解在溶劑中， 然后稀釋成100ml的溶液，其濃度100g/L（注意;10g固體加入100ml溶劑只是輕度稀釋）百萬分之一（ppm）：在關(guān)于化學(xué)濃度單位的文章中，它是嚴格地指一百萬個單位溶液中溶質(zhì)的重量。例如：1克（g）溶液中10微克(g)溶質(zhì)或者1千克(kg)溶液中10毫克(mg)溶質(zhì)的濃度10

12、ppm。盡管如此，因為做離子選擇電極的測量時通常使用的是水溶液，而1ml水的重量很接近1克。所以通常都會把ppm縮寫成微克每毫升（ug/ml）或者毫克每升（mg/L）摩爾濃度（mol/L或者Moles）：單質(zhì)的原子重量的值或者在1升溶液中分解的化合物中的分子量的值。例如：含有1M（摩爾，或者1mol/L）的氯離子濃度的溶液即表示在 100ml溶液中有3.55g氯離子（或者5.85g的氯化鈉）也可以用mol/L或者mmol/L來表示。當(dāng)量每升Equivalents per litre (Eq/l）：一升溶液中所含溶質(zhì)的當(dāng)量數(shù)。元素的當(dāng)量是元素在化學(xué)反應(yīng)中跟1.008份質(zhì)量的氫或8.000份質(zhì)量的

13、氧相當(dāng)?shù)牧?，它是由原子量除以化合價得出的。單價離子的話就與它的分子量相等。同理，也可以用毫當(dāng)量每升mEq/L來表示。體積百分含量（%v/v）：溶液與新加入化合物的總體積的百分含量。例如：當(dāng)在測試的溶液中加入ISAB（離子緩沖溶液）時，通常都記作加入2v/v。這是嚴格地指加入2mlISAB到98ml樣品中（共100ml），但實際應(yīng)用中，通常都是把2mlISAB加入到 100ml樣品中。重量百分含量(%w/w) ：溶解于溶液中物質(zhì)的總重量的百分含量。Conductivity - 傳導(dǎo)率 / 電導(dǎo)率：衡量溶液中傳導(dǎo)電流能力的單位。相當(dāng)于電阻的倒數(shù)，它與導(dǎo)體的自身長度和傳導(dǎo)電流的距離而產(chǎn)生的阻力有關(guān)。

14、傳導(dǎo)率的單位是西門子每厘米（s/cm）。西門子這個單位一般比較大所以毫西門子或微西門子會更為常見。傳導(dǎo)率是由傳導(dǎo)電池測定的。傳導(dǎo)電池包括2個鉑金電極，二者之間的距離嚴格分固定為1cm。而溶液的電導(dǎo)率就是利用通過電極的交互電流的大小所確定的。電導(dǎo)率與 離子的強度有關(guān)。 Debye - Huckel equation - 德拜-休克爾方程：見活度系數(shù)。Decomplexing agent - 分離劑：加入溶液中釋放離子的化合物，主要用于那些分子組成比較復(fù)雜的物質(zhì)，使它們能夠通過ISE的測量。Dilution - 稀釋法：為了改變?nèi)芤旱臐舛榷尤敫嗟娜軇┑姆椒?。稀釋?:10指的是9體積的的溶劑加

15、入1體積的初始溶液中。溶液的濃度也變成原先的十分之一。Direct potentiometry - 直接電位測定法：這是用離子選擇電極測量中最簡單的一種方法。電極浸在測試的溶液中直接用毫伏表測量電極的電動勢。濃度與測得的電動勢密切相關(guān)，是根據(jù)測得值在濃度對毫伏的校準(zhǔn)曲線表讀取濃度的數(shù)值（見測量細節(jié)中的斜率介紹）。Dissociation constant (K) - 分解常數(shù) (K) ：表示溶液中分子分解為自由離子的程度的常數(shù)。例如一個簡單的兩組分體系統(tǒng)（如：CH3COONa <> CH3COO- + Na+）就是兩種分解出的離子的摩爾濃度除以未分解的分子的摩爾濃度而求出分解常數(shù)K

16、。K = (CH3COO- x Na+) / CH3COONa K越小，分解的程度就越少。而K是受溫度，離子強度，和溶劑的屬性有關(guān)。Divalent ion - 二價離子：帶2個電荷的離子，也就是初始的惰性原子或者分子失去或得到2個電子的離子。（如：Ca2+, SO42-）Drift - 漂移：電極對在測量電動勢時的緩慢變化。當(dāng)電極首次浸入新的溶液中時，由于離子在溶液中逐漸減少而與那些通過離子選擇膜的的離子達到平衡，從而使電動勢開始時變化比較快。然后經(jīng)過23分鐘后，就會達到一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)。其后，隨著電極浸沒的時間的延長，由于電極系統(tǒng)中不同的液界產(chǎn)生額外的電動勢逐漸使第二個漂移產(chǎn)生。為了使測

17、量精確，在第二個明顯漂移發(fā)生之前先讀數(shù)是非常重要的。另外還有一個現(xiàn)象關(guān)于漂移讀數(shù)的，就是如果同一個溶液進行多次的測量，在測量過程中把電極的清洗（或者浸過不同的溶液）的話，那每次的讀數(shù)都會逐漸發(fā)生變化。發(fā)生這種現(xiàn)象有多種因素，包括滯后作用，電極每次浸入時參考系統(tǒng)不能夠產(chǎn)生同樣的液界電動勢，以及離子選擇膜水合作用的增加。 Electrode head - 電極組合插座：一個用于與電極配套連接的一個或者多個插座的塑膠系統(tǒng)。這種電極組合插座使用昂貴優(yōu)質(zhì)的屏蔽電線和連接頭與測量儀器相連接。各種模式的系統(tǒng)分別可以適用于單個電極（單極插座），一個ISE 和一個參考電極（雙極插座）的組合，或者是供多組分分析系

18、統(tǒng)使用的多極插座 -可以插入不同的ISE電極，與組合形pH電極或共享參考電極，氧化還原電極，溶解氧電極等同時使用。Electrolyte - 電解質(zhì)：在水溶液中分解成離子的化合物或者是包含離子的溶液。弱電解質(zhì)只可以部分分解（例如：乙酸CH3COOH）而強電解質(zhì)就可以完全地分解（例如：鹽酸HCl；氯化鈉NaCl）同時強電解質(zhì)是一種很好的電導(dǎo)體?？梢酝ㄟ^測量傳導(dǎo)率去鑒定電解質(zhì)的強弱。Electrical conductor - 電導(dǎo)體：ISE測量系統(tǒng)中任何允許電子通過的固體媒介，特別是浸在填充液中的氯化銀金屬絲。Electrolytic conductor - 電解導(dǎo)體：任何包含自由離子，可以通電

19、的溶液。在ISE測量中，電解導(dǎo)體包括電極的填充液和外部的測試液體。Equitransferent ions - 等傳遞離子：正負離子有同等的活動機率。因此它們都能以同等的條件通過參考電極的多孔玻璃膜從而抑制了電荷分布不均的現(xiàn)象的發(fā)生。（見液界電動勢）。 Filling solution - 填充液：感應(yīng)電極或參考電極內(nèi)部的電解液，它是需要定期補充的。隨著電極固態(tài)技術(shù)和凝膠液技術(shù)的發(fā)展，填充液一般只應(yīng)用于參考電極雙重界面中的外部填充液。填充液是內(nèi)部參考元素和外部樣品之間的橋梁，在使用期間會逐漸通過多孔玻璃膜漏出，因此所選擇的填充液材料應(yīng)該是可以使得外部和內(nèi)部的液界電動勢的穩(wěn)定性達到最大化的物質(zhì)，

20、所以最理想的填充液就是由可以由等傳遞的離子組成（正負離子都可以等量穿過分界線），同時不含有被測量的離子或任何對測量產(chǎn)生干擾的離子。而且填充液的離子強度至少要是測量樣品的10倍。 Hysteresis (electrode memory) - 滯后作用（電極存儲器）：由于測量溶液的濃度改變引起電動勢改變，從而電極應(yīng)該測出不同的值，但電極卻保持了初始值的現(xiàn)象。這種系統(tǒng)錯誤通常是顯示之前的溶液濃度下得出的數(shù)據(jù)。所以，如果每次測量后用水清洗電極的話，同一樣品連續(xù)讀數(shù)中陽離子測得的值會逐漸下降，陰離子的就會逐漸上升。 Interface - 電極界面轉(zhuǎn)換器：直接把ISE/參考電極的輸出與臺式或手提電腦連

21、接起來的電子設(shè)備，從而取代了昂貴的離子測量儀表。電極界面轉(zhuǎn)換器同時還提供了一套先進的軟件用以簡化一系列復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，圖文顯示，儲存數(shù)據(jù)等。電極界面轉(zhuǎn)換器可以同時連接幾個電極系統(tǒng)到同一臺電腦上，實現(xiàn)成批處理樣品，進行連續(xù)監(jiān)測或者多個組分同時測量分析。Interference - 干擾：存在于樣品中，除了被測定的離子外，其它離子所產(chǎn)生的作用，它會影響樣品的電動勢測量。通常干擾產(chǎn)生的原因是由于大多數(shù)離子選擇電極并不是百分百只針對被測量的離子，在一定限度下允許其他離子通過。這些額外的離子通常會增加測量電動勢的值和引起高離子濃度的假象。其他產(chǎn)生干擾的原因可能是由于膜的材料所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，其中可能是引

22、入產(chǎn)生正或者負的影響的干擾物質(zhì)。也可能是樣品中的被測離子產(chǎn)生快速，復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，從而得到一個較低的結(jié)果。Interfering ion - 干擾離子：除了被測定的離子外的任何其他離子，在ISE電極膜上所產(chǎn)生的作用，從而使得測量電動勢的結(jié)果有所改變。（見干擾）Ion meter - 離子儀表：其實是一個復(fù)雜的pH微伏儀表，它包含一個微處理器，用于處理ISE電極輸出信號的校準(zhǔn)和樣品濃度的直接讀出。Ionic strength (I) - 離子強度（I）：溶液中的離子強度是用于測量所有離子（包括溶液中的正負離子）所產(chǎn)生的總的影響。它是二分之一乘以所有離子濃度（ci）與化合價(Zi)平方的積的總

23、和而計算出來的。I = 0.5 x Sum (ci x Zi2) 離子強度確定了每個離子的活度系數(shù)，通過傳導(dǎo)率的測量可以估計出離子強度。ISE = Ion-selective electrode - ISE離子選擇電極：一種只對溶液中特定組份中某種離子產(chǎn)生反應(yīng)的電極。ISAB = Ionic strength adjustment buffer - ISAB=離子強度緩沖劑：一種高離子強度的溶液，在測量之前以等比例加入樣品和校準(zhǔn)溶液中，以減少離子強度的差異，確保所有溶液的活度系數(shù)一致。而在這樣的情況下，校準(zhǔn)曲線圖是依據(jù)濃度而不是活度建立的，使得樣品的濃度可以直接根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)去計算。為了盡可能減

24、少pH和其他干擾因素，pH緩沖溶液，配位劑以及其他組分都可能包括在ISAB中。（見活度系數(shù)中對ISAB的使用與效用的討論）Ionophore - 離子載體：與溶液中某些特定離子有密切關(guān)系的復(fù)雜的有機分子。在離子選擇電極中，離子載體是被灌注進一個塑料園膜中用于隔開測試的溶液和電極。由于濃度的梯度變化，被測的離子從一個離子載體擴散到另一個中，所以就使離子有選擇性的穿過膜，從而引起膜內(nèi)部帶有電荷，使膜兩邊形成電位差。Incremental methods - 加入法：分析方法的一種，其它的樣品測量法是通過制得的校準(zhǔn)曲線圖來確定其樣品的濃度。加入法對未知樣品濃度的測量是通過讀出在加入已知體積的樣品或標(biāo)

25、準(zhǔn)液前與后的數(shù)值確定的。這種方法的優(yōu)點是把標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品中存在的溫度差別和離子強度差別最小化，保證校準(zhǔn)和樣品的測量在時間上的連續(xù)，不用從溶液中轉(zhuǎn)移電極，從而使測量的條件相近，同時也把由于漂移和滯后作用。詳見標(biāo)準(zhǔn)溶液加入法和樣品加入法。Internal reference electrode (of an ISE) - （ISE離子選擇電極的）內(nèi)部的參考電極：電極中通過屏蔽線與測量儀器聯(lián)接的部分。通常使用的是氯化銀的金屬絲浸在氯化銀/ 氯化鉀的填充液或填充凝膠中。就固態(tài)的電極而言，參考電極的材料是附在離子選擇電極的膜的內(nèi)表面，就不需要內(nèi)部的填充液了。Internal filling soluti

26、on (of an ISE) - （離子選擇電極的）內(nèi)部填充液：一種液態(tài)電解質(zhì)，可能是凝膠狀的，它的離子濃度是固定的并且與內(nèi)部參考電極是可逆的：如在銀或者氯化銀的電極中，其內(nèi)部填充液通常是含有氯離子的物質(zhì)， 如：氯化鉀(KCl)，形成一個可逆反應(yīng)以保持離子濃度的穩(wěn)定。這就形成了電解導(dǎo)體，可以把電荷從離子選擇電極的膜傳送到電解導(dǎo)體，再通過電解導(dǎo)體把電荷傳送到測量系統(tǒng)。但是這種現(xiàn)象不適用于所有的固態(tài)電極中。Isopotential point - 等勢點：電動勢不隨溫度變化時的樣品的活度。某些類型的電極，它們的等勢點在校準(zhǔn)曲線圖的范圍之內(nèi)的，但對大多數(shù)的電極來說則在范圍以下。溫度對電動勢的影響是隨

27、著等勢點中樣品活度的分散度的增加而增大。 Leak rate - 滲透率：參考電極的外部填充液在樣品溶液的滲出率。較低或者不規(guī)則的滲透率會引起液界電動勢的變化，導(dǎo)致錯誤或者讀數(shù)的不穩(wěn)定。但這對于使用現(xiàn)代化填充凝膠的電極來說，就不是很重要的影響因素。Limit of detection - 檢出限：被測離子的濃度處在校準(zhǔn)曲線中的外推線和正常電極斜率線的交點上，此時其濃度（或活度）低到即使產(chǎn)生微少變化也不會使電極在電壓水平軸上讀數(shù)發(fā)生任何明顯的變化。 從這點到校準(zhǔn)曲線真正的線性段部分就被認為是電極校準(zhǔn)曲線的非線性部分。 但是在這個范圍內(nèi)樣品依然可以被測量，通過加密校準(zhǔn)樣品可以確定每一部分的曲線準(zhǔn)確

28、斜率，然而濃度的誤差（測量中每毫伏所產(chǎn)生的誤差）會隨著斜率的減少而增加。Linear range - 線性范圍：所測得濃度（或活度）的電動勢的與電極斜率曲線誤差不多于+2mV的的范圍。Liquid junction potential - 液界電動勢：任何兩個不同組分的電解質(zhì)之間在界面處所形成的電動勢。離子選擇電極測量中，最重要的液界就是在參考電極的填充溶液和樣品溶液之間的液界。最理想的就是即使外部溶液如何變化，電動勢都盡可能地低和盡可能地穩(wěn)定。而參考電極中的填充溶液就是用來使液界電動勢最小化的。Liquid junction potential error - 液界電動勢損壞：假設(shè)液界電動勢

29、在溶液的變化過程中保持恒定的條件是成立的， 此時所出現(xiàn)的崩潰式的錯亂。 Membrane - 膜：一種連續(xù)的薄層，用于覆蓋一種組織結(jié)構(gòu)或者分開兩種電解質(zhì)。ISE電極的膜具有接收電動勢的響應(yīng)信號和對離子作出選擇的作用。Monovalent ion - 單價的離子：只有單個電荷的離子。初始惰性原子或者分子失去或者得到一個電子后形成的離子。（如：H+, NH4+, Cl-, NO3-）Multi-component analysis - 多組分分析：把多個傳感器通過一個先進的電極界面與電腦直接連接，在電腦系統(tǒng)軟件的控制下同時對不同的電極或者參考系統(tǒng)進行監(jiān)測，處理，顯示和輸出的數(shù)據(jù)，包括同時測量多種不

30、同的離子，pH值，氧化還原電勢，溶解氧含量以及溫度。 Nernst equation - 能斯特方程：這個方程是關(guān)于測試的溶液中電極電動勢和被測量離子的活度之間關(guān)系的方程。E = E0 + (2.303RT/ nF) x Log(a) E表示感應(yīng)電極與參考電極之間的總電動勢。（單位為mV）E0是ISE電極或者參考電極對的一個特性常數(shù)。 （是指電化電池中所有液界電動勢的總和，見后面詳解。） 2.303是自然對數(shù)e與以10為底的對數(shù)的換算因子 R是表示摩爾氣體常量（等于80314焦耳/攝氏度/摩爾） T是表示絕對溫度 n是表示離子所帶的電荷量 F表示法拉第常數(shù)（96500庫侖每摩爾） Log(a)

31、 是表示被測離子的活度的對數(shù)。 注意：在比較稀的溶液中其離子活度等于濃度，但隨著離子強度增加其活度會變小。 能斯特方程是嚴格的線性方程：y = mx + c y = E是指測得的電極電壓，用mV表示 m = 2.303RT/nF 是曲線的斜率，也就是電極斜率。 x = Log(a) c = E0 軸的截距。 Nernstian response - 能斯特響應(yīng)：在測定的樣品溶液中， 如果所得出的電動勢（相對于參考電極去測量得到的）與離子活度的對數(shù)曲線呈線性關(guān)系，而其中的關(guān)系斜率系數(shù)是由能斯特方程給出的，則把所測到的電動勢稱作能斯特響應(yīng)。Nikolski equation - 尼古拉斯方程：它是

32、能斯特方程的延伸，是關(guān)于樣品中電動勢與所有起作用的離子的活度之間關(guān)系的方程， 包括所有的干擾離子。它與能斯特方程的格式是一致的，只是Log ax + kx,y(ay) (Zx/Zy) + kx,z(az) (Zx/Zz) .etc.所取代。 kx,y表示主要對離子x敏感的電極對離子y的選擇系數(shù) kx,z表示主要對離子x敏感的電極對離子z的選擇系數(shù) ax表示離子x的活度 ay和az表示干擾離子Y 和Z的活度 Zx表示所測量的敏感離子x所帶的正/負電荷的整數(shù) Zy和Zz表示干擾離子中電荷符號與Zz相同，干擾離子Y 和Z所帶的電荷電荷整數(shù) Nikolski-Eisenman coefficient

33、- 尼古拉斯系數(shù)：選擇系數(shù)的另一種叫法。Noise - 噪音：測量電極電動勢時由于誘導(dǎo)電荷引起的突然的任意的變化。可能產(chǎn)生的原因：1. 膜表面或者內(nèi)充液有氣泡； 2. ISE電極，參考電極或者測量系統(tǒng)的接線不好； 3. 樣品溶液中含有導(dǎo)電性差的有機溶劑； 4. 由于電線或者連接器的潮濕而使測量回路的電阻比較大； 5. 測量儀器附近的靜電場比較高和變化比較大。 Open circuit - 斷路：由于測量回路中任何一個部分的電路斷開而造成的，包括電極內(nèi)部連接和被測量的溶液。這是電動勢的快速變化使讀數(shù)顯示在刻度范圍外時的特征。一般當(dāng)測量的電動勢發(fā)生非常不穩(wěn)定的變化時就會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的斷路。 pH

34、: 表示氫離子活度或濃度的一種便利的方法，用于衡量溶液的酸度或者堿度。它是氫離子濃度（單位為mol/L）的負對數(shù)：pH= - Log10 H+ 純水也存在一定的分解和離子化而形成氫離子（或者嚴格地說是水合氫離子）和氫氧根離子。2H2O <> H3O+ + OH- 在25°C下，分解的平衡常數(shù)（兩種離子的濃度乘積）是1 x 10-14mol/l。這個數(shù)值就是水分解的離子的濃度的乘積。在中性溶液中，兩種離子的數(shù)量相等，所以氫離子的濃度就是1 x 10-7。因此中性溶液的pH值為7。如果氫離子（H+）的濃度高于10-7（和氫氧根離子OH-的濃度相應(yīng)地減少使離子濃度的乘積等于10

35、-14），那么pH值就會低于7（最小為0），溶液呈酸性；相反，如果氫離子H+的濃度低于10-7，那么pH值就會高于7（最大為14），溶液呈堿性。pX：與pH相似，但pX只的是溶液中其他的離子的濃度（活度）。由于與pH電極相比較，其他的離子選擇電極靈敏度較小，pX很少會低于7（10-7 mol/l）。 請注意: pX= 0 表示被測離子的濃度為1mol/L。pH Range (of an ISE) - pH 值的范圍（對離子選擇電極）：所有離子選擇電極都對pH有一定的靈敏性，一般是在pH值刻度的最高和最低顯示端范圍內(nèi)。pH值的范圍是指當(dāng)pH發(fā)生變化而不引起測量電壓發(fā)生明顯變化的界限。若被測離子的

36、濃度恒定，在pHmV圖中，pH會達到一個穩(wěn)定的水平。在pH值范圍以外，pH的變化可能會引起被測量的電壓的明顯變化。因此，如果樣品超出pH值的范圍，就需要加入緩沖溶液使之保持在范圍以內(nèi)，或者，如果樣品都具有相同的pH值，則需要對使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行處理使之達到與樣品相同的pH值。實際中，標(biāo)準(zhǔn)液和樣品都會加入同樣的緩沖液去保證它們的pH值達到一致，這樣無論pH是在范圍之外還是之內(nèi)都與電極無關(guān)。pH electrode - pH電極：一種只允許氫離子通過的離子選擇電極，其中電極的膜是由特殊的玻璃制成的。pH電極一般為復(fù)合電極，內(nèi)置參考系統(tǒng)。它的測量范圍是1mol/LH+（pH0）到10-14 mol/

37、L H+（pH14）。 pH meter - pH 儀表：測量pH電極和與之配套的參考系統(tǒng)之間的毫伏電動勢儀表，它是用pH單位刻度來顯示其校準(zhǔn)和pH值。Poisoning - 離子膜的中毒：即離子選擇膜的損壞，指的是由于離子選擇膜表面的化學(xué)物質(zhì)的變換使膜對測量時所產(chǎn)生的變化的靈敏度降低。在很多情況下，可以通過物理方法除去傳感膜上的中毒表層，或者通過可逆的化學(xué)除毒法來恢復(fù)電極的功能。Precipitation- 沉淀：為了除去溶液中一種或者多種離子， 在溶液中加入謀種試劑使之形成不溶解的物質(zhì)，從而沉淀下來。Precision - 精密度： 衡量測量再現(xiàn)性的方法。在任何一個分析過程，都會出現(xiàn)一些的

38、隨機變化，要保證在同一個測量中任意兩個測量讀數(shù)的結(jié)果都相同是根本不可能的。精密度就是表示這些隨機變化量的總和。如果同一個樣品的測量讀數(shù)足夠多，那么測量平均值的精密度可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示（這些術(shù)語的詳細解釋從任何一本關(guān)于統(tǒng)計學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)的課本中找到）。對于判定兩個完全不同的結(jié)果中哪個可能更接近于真實值的時候（也稱為精確度，假設(shè)不存在系統(tǒng)誤差），了解精密度級別顯得十分重要。如果兩個不同的樣品經(jīng)過多次重復(fù)測量得到的平均值大于標(biāo)準(zhǔn)偏差的2倍，那么就在統(tǒng)計上可以認為置信限度達到66。如果再多次重復(fù)測量得到的數(shù)值是一致的，那么這個新的平均值將會在置信限度66的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)（或者置信限度95的兩倍于標(biāo)準(zhǔn)偏差范

39、圍內(nèi)）。因此，如果一種分析方法其標(biāo)準(zhǔn)偏差的的精密度為5，不考慮系統(tǒng)誤差，那么平均95的分析中，其測量結(jié)果與真實值的機率為10。 Redox electrode - 氧化還原電極：一種金屬電極，通常用鉑金制造，用于監(jiān)測氧化還原反應(yīng)。在氧化還原電極和參考電極之間的電位差是利用溶液中兩種不同的物質(zhì)氧化態(tài)在能斯特方程中不同的比率求得。Redox potential - 氧化還原電動勢：將一支金屬電極置于溶液中，這種溶液含有一種物質(zhì)的兩個氧化態(tài)，而這兩個價態(tài)物質(zhì)又處于化學(xué)平衡中，而得到的電動勢。氧化還原電動勢是用于測量氧化還原發(fā)應(yīng)的發(fā)生趨勢。標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電動勢的范圍是-3V到+3V。電動勢的值越趨于正，

40、越有可能發(fā)生還原反應(yīng)。負值表示更有可能發(fā)生氧化反應(yīng)。Reference electrode - 參考電極：參考電極是測量系統(tǒng)中的不可缺少的一部分， 它保證了不論外部溶液的組成如何，都能夠提供一個穩(wěn)恒的電極電壓。在離子選擇電極測量的電動勢中這個電壓是作為包括樣品在內(nèi)電壓變化的基數(shù)。單液界參考電極有一個單內(nèi)室里面裝滿了飽和的氯化鉀溶液，泡在其中的氯化銀絲的一端通過單液界以多孔陶瓷塞或者玻璃球為媒體與樣品溶液相連接。雙液界參考電極有兩個內(nèi)室作為內(nèi)部的參考系統(tǒng)，其中一個液界是鹽橋，另一個液界是外充液。外充液的作用是為了避免樣品的受到污染和將液界電動勢減至最小。Reference internal el

41、ement - 參考電極內(nèi)部元素：參考電極中與內(nèi)充液反應(yīng)產(chǎn)生穩(wěn)定的參考電動勢的一部分。就氯化銀或者氯化鉀的內(nèi)充液而言，反應(yīng)的元素就是在銀金屬絲上所涂上的一層氯化銀的，將它部分浸在內(nèi)充液中，銀金屬絲就可以與外部的測量電路連接上了。Reproducibility - 再現(xiàn)性：在同種條件下，利用同種方法測量對同種樣品進行多次測量而得出測量結(jié)果的接近程度。見精密度。再現(xiàn)性是受到一系列因素的影響包括儀器和電極的穩(wěn)定性，電極的漂移，校準(zhǔn)的頻率，溫度的變化，樣品的損耗，雜質(zhì)等。Response time - 響應(yīng)時間：當(dāng)電極從一種溶液轉(zhuǎn)移到另一種不同濃度的溶液中時電極得到穩(wěn)定的電動勢所需要的時間長度。響應(yīng)時

42、間受電極的類型，濃度變化的數(shù)量與趨勢，滯后作用，溫度，和其他干擾離子存在的影響。在ISE電極的技術(shù)說明中，它的定義為完成90的轉(zhuǎn)變后得到的新的數(shù)值或一般認為是小于10秒。盡管如此，在實際中為了得到精確的結(jié)果是需要好幾分鐘去完成最后的10穩(wěn)定轉(zhuǎn)化， 而在大多數(shù)的情況下， 這個穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的時間是由參考電極恢復(fù)到一個穩(wěn)定的液界電動勢所須的時間來確定的，所以并不屬于ISE電極的技術(shù)指標(biāo)的考慮范圍內(nèi)。 SAOB=抗氧緩沖溶液：一種延緩硫化物氧化的離子強度緩沖溶液， 把其等量加入到標(biāo)準(zhǔn)液和樣品中，可以提高pH值的范圍，把與氫化合物結(jié)合的硫離子釋放出來，保持溶液中的總離子強度相等。SAOB 可以精制如下：在大

43、約600ml 去離子水中加入200ml 10N的NaOH （或者80g分級試劑）要緩慢地加入避免過熱和濺出。然后加入35g抗壞血酸和67g磷酸二氫鈉EDTA，攪拌至全部溶解。倒入1000ml燒瓶中，用水稀釋，搖勻。溶液可以在一個緊密封閉的有塞的瓶中保存2周，但溶液顏色會慢慢變深，當(dāng)變成深褐色就不能使用了。Salt bridge - 鹽橋：不含有干擾離子的溶液介質(zhì)，用于在雙液界參考電極中隔離參考元素與樣品溶液，也就是外充液。Screened cable - 屏蔽導(dǎo)線：同軸屏蔽導(dǎo)線是用于將ISE電極內(nèi)部的參考電極系統(tǒng)與外接導(dǎo)線的插頭相連接，把電極的輸入信號傳送到外接的毫伏電壓測量儀器， 這樣就把外

44、部靜電場的干擾降至最低。Sensor - 傳感器：對外設(shè)環(huán)境因數(shù)作出直接響應(yīng)的一種裝置。離子選擇電極就是針對在溶液中溶解的某種特定離子的濃度變化而發(fā)生響應(yīng)進而送出信號的傳感器。pH電極就是對氫離子作出響應(yīng)的傳感器。其他傳感器都可作為測量溶液的工具，包括氧化還原電極，溶解氧電極和傳導(dǎo)電極以及溫度傳感器等。還要許多其他用途的傳感器，如用于氣體，溶解有機分子等。Selectivity - 選擇性：在含有不同離子的同一溶液中區(qū)分出某種離子的能力。離子選擇電極并不是100針對一種離子。大多數(shù)的離子選擇電極在一定程度會對其他的某些離子敏感。有些離子選擇電極不能在某種干擾離子的存在下使用，或者只可以在干擾離

45、子的濃度非常低的情況下使用。同時還有可以用來去除或者平衡溶液中的干擾離子的一些有效的處理方法。Selectivity coefficient - 選擇系數(shù)：離子選擇電極對干擾離子的響應(yīng)程度與對被測離子響應(yīng)程度的比例。選擇系數(shù)為0.1表示離子選擇電極對被測離子的響應(yīng)程度是干擾離子的10倍。例如一種溶液包含等量的兩種離子，當(dāng)電極浸入進行測試時，干擾離子會產(chǎn)生約占總變化10的電極信號干擾電極測量。選擇系數(shù)并不是固定的，而是取決于許多因素，包括溶液的總離子強度，兩種離子的濃度以及溫度。離子選擇電極在干擾離子存在下的性能由選擇系數(shù)kA,B確定。A表示被測離子，B表示干擾離子。kA,B越高，干擾離子B的影

46、響越大。當(dāng)kA,B = 1時，兩種離子的響應(yīng)的程度相等。總電動勢可以由修正后的能斯特方程求得。（見尼古拉斯方程）選擇系數(shù)可以由下述方法決定：準(zhǔn)備一系列含有固定干擾離子濃度和不同濃度的被測離子A的標(biāo)準(zhǔn)液（aB），其中有一瓶使A的濃度為0。用常用的方法測量電動勢和繪出mVLog（aA）的常規(guī)校準(zhǔn)圖。用外推法找出兩條曲線直線部分的交點（其中一條線是水平的，因為溶液中只有B離子的電動勢的值，A離子濃度為0）。這個交點就表示離子A活度的值（或者稀釋后溶液中離子A的濃度），然后根據(jù) kA,B = aA / (aBZA/ZB)算出KA,B的值。 ZAZB是離子A，B的化合價。Sample addition - 樣品加入法：分析法中的一種加入法，精確地加入少量的樣品于大量的標(biāo)準(zhǔn)溶液中。多數(shù)用于測量少量的樣品。未知樣品的濃度可以通過以下計算得出：Cu = Cs x (Vs+Vu)/Vu) x (10(E2-E1)/m) - (Vs/Vu) 算式中的符號表示與標(biāo)準(zhǔn)加入法一致。Standard (or Known) addition - 標(biāo)準(zhǔn)溶液加入法：分析方法中的一種加入法，精確地加入少量的標(biāo)準(zhǔn)液于大量的樣品溶液中。未知樣品的濃度可以通過以下計算得出：Cu = Cs x Vs/(Vu + Vs) / (10(E2-E1)/m) - (Vu/(Vu + Vs) Cu表示未知樣品的濃度；