直接電位法其他離子濃度的測定

無機與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清直接電位法-其他離子濃度的測定直接電位法

二、其他離子濃度的測定直接電位法測定其他離子濃度常用的指示電極是離子選擇性電極，離子選擇性電極是對待測定離子有選擇性響應(yīng)的膜電極。

直接電位法

（一）離子選擇性電極1.電極基本結(jié)構(gòu)與電極電位電極基本結(jié)構(gòu)包括電極膜、電極管、內(nèi)參比電極和內(nèi)參比溶液（如圖11—8所示）

當(dāng)待測液與電極膜接觸時，電極膜對待測液中的某些離子有選擇性響應(yīng)，由于電極膜和溶液界面的離子交換和擴散作用，當(dāng)達到平衡后膜兩側(cè)建立電位差。因為內(nèi)參比溶液濃度是一恒定值，所以離子選擇性電極的電位。直接電位法

與待測離子的濃（活）度之間滿足Nernst方程式。

即：

（11—13）響應(yīng)離子為陽離子時取“+”，響應(yīng)離子為陰離子時取“-”。

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2.離子選擇性電極的分類：1975年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會基于離子選擇性電極絕大多數(shù)都是膜電極這一事實，依據(jù)膜的特征，推薦將離子選擇性電極分類如下：

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3.各種離子選擇性電極的性能

（1）晶體膜電極

產(chǎn)生機理：晶體中存在晶格缺陷，即有晶格空隙，挨近空隙的可移動的離子能移動到空隙中。離子擴散→電荷分布的改變→建立雙電層→膜電位

選擇性：一定的電極膜，按其空隙大小、形狀、電荷分布，只能容納一定的可移動離子，其他離子則不能進入。干擾：來自晶體表面的化學(xué)反應(yīng)，即共存離子與晶格離子形成難溶鹽或絡(luò)合物，改變膜表面性質(zhì)。

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3.各種離子選擇性電極的性能

（2）非晶體膜電極

1)剛性基質(zhì)電極:

主要響應(yīng)離子：Na+、K+、Ag+、Li+陰離子玻璃電極的玻璃膜組成結(jié)構(gòu)與pH玻璃電極相似，陽離子玻璃電極的選擇性主要決定于玻璃的組成。

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（2）非晶體膜電極

2)活動載體電極：也稱液膜電極，活動載體可以在膜相中流動，但不能離開電極膜。帶電荷流動載體膜電極有Ca2+，Cu2+等離子選擇性電極。Ca2+選擇電極是一種典型的液膜電極：內(nèi)參比電極：Ag/AgCl電極。內(nèi)部溶液：0.1mol/LCaCl2溶液。液體離子交換劑：0.1mol/L二葵基膦酸鈣的苯基膦酸二辛脂溶液。多孔膜：是疏水性的，僅有活性有機相在界面發(fā)生交換反應(yīng)

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（3）氧化離子選擇性電極

1）氣敏電極：是將氣體滲透膜與離子選擇性電極組成的復(fù)合電極。是一種氣體傳感器，用于測定溶液中氣體的含量。構(gòu)成：透氣膜，內(nèi)充溶液，參比電極，指示電極。檢測原理：試液氣體通過透氣膜進入液層，導(dǎo)致某種離子活度改變，從而使電池電動勢改變。

2）酶電極：基于界面反應(yīng)（酶催化反應(yīng)），被測物在酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橹甘倦姌O響應(yīng)的新物質(zhì)。酶電極是一種常用的生物傳感器。

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4．測定方法由于液接電位、不對稱電位的存在，以及活度難于計算，因此在直接電位法中一般不采用Nernst方程式直接計算待測離子濃度，常采用以下幾種方法。（1）直接比較法：又稱兩次測定法，與測定溶液pH原理相似，首先測得標準溶液的電動勢ES，然后再測得待測溶液電動勢Ex，然后求出待測溶液離子濃度cX值。

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4．測定方法

（2）標準曲線法：在離子選擇性電極線性范圍內(nèi)，根據(jù)濃度從小到大的順序分別測定標準溶液的電動勢Esi，然后再以同樣的方法測定的待測溶液電動勢Ex。通過測得標準溶液的電動勢Esi和標準溶液濃度cs作ESi