Ионо-селективный электрод

Ионно -селективный электрод ( ISE ), также известный как специфический ионный электрод ( SIE ), представляет собой датчик (или датчик ), который преобразует изменение концентрации специфического иона, растворяемого в растворе в электрический потенциал . Напряжение теоретически зависит от логарифма ионной активности в соответствии с уравнением Нернста . Ионоселективные электроды используются в аналитической химии и биохимических / биофизических исследованиях, где измерения ионной концентрации в водном растворе . требуются ^{[ 1 ]}

Типы ион-селективной мембраны

Существует четыре основных типа ионоселективной мембраны, используемых в ионоселективных электродах (ISE): стекло, твердое состояние, жидкость и составной электрод. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Стеклянные мембраны

Стеклянные мембраны изготавливаются из ионообменного типа стекла ( силикат или халкогенид ). Этот тип ISE обладает хорошей селективностью , но только для нескольких одноразовых катионов ; в основном h ⁺, А ⁺и Ag ⁺Полем Халкогенидное стекло также обладает селективностью для ионов металлов с двумя заряженными, таких как PB ²⁺и CD ²⁺Полем Стеклянная мембрана имеет отличную химическую долговечность и может работать в очень агрессивных средах. Очень распространенным примером этого типа электрода является электрод с рН .

Кристаллические мембраны

Кристаллические мембраны изготовлены из моно- или поликристаллитов одного вещества. Они обладают хорошей селективностью, потому что только ионы, которые могут представить себя в кристаллической структуре, могут мешать отклику электрода . Это основное различие между этим типом электродов и стеклянными мембранными электродами. Отсутствие внутреннего решения уменьшает потенциальные соединения. Селективность кристаллических мембран может быть как для катиона , так и для аниона мембраннообразующего вещества. Примером является селективный электрод фтора на основе кристаллов LAF ₃ .

Мембраны ионообменной смолы

Ионообменные смолы основаны на специальных органических полимерных мембранах, которые содержат специфическое ионообменное вещество (смола). Это наиболее распространенный тип ионо-специфического электрода. Использование конкретных смол позволяет подготовить селективные электроды для десятков разных ионов, как одноатомного, так и из мультиатома. Они также являются наиболее распространенными электродами с анионной селективностью. Тем не менее, такие электроды имеют низкую химическую и физическую долговечность, а также «время выживания». Примером является селективный электрод калия , основанный на валиномицине в качестве ионного обмена.

Ферментные электроды

Ферментные электроды не являются ионными ионными электродами, но обычно считаются в пределах ионоселективной области электрода. Такой электрод имеет механизм «двойной реакции» - фермент реагирует со специфическим веществом, и произведение этой реакции (обычно h ⁺ или о ⁻) обнаруживается истинным ионно -селективным электродом, таким как pH -селективные электроды. Все эти реакции происходят внутри специальной мембраны, которая охватывает истинный ионо-селективный электрод. Вот почему ферментные электроды иногда считаются ионоселективными. Примером является селективный электрод глюкозы .

Щелочный металл ISE

Электроды, специфичные для каждого иона щелочного металла, Li ⁺, А ⁺К. ⁺, Rb ⁺ и cs ⁺ были разработаны. Принцип, на котором основаны эти электроды, заключается в том, что ион щелочных металлов инкапсулируется в молекулярную полость, размер которого соответствует размеру иона. Например, электрод, основанный на валиномицине, может использоваться для определения концентрации ионов калия. ^{[ 4 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ AJ Bard и L. Faulkner (2000). Электрохимические методы: основы и приложения . Нью -Йорк: Уайли. ISBN 978-0-471-04372-0 .
^ RP Buck и E. Lindner (1994). «Рекомендации по номенклатуре ионоселективных электродов» (PDF) . Чистое приложение. Химический 66 (12): 2527–2536. doi : 10.1351/pac199466122527 .
^ Эрик Баккер и Ю Цинь (2006). «Электрохимические датчики» . Анальный. Химический 78 (12): 3965–3984. doi : 10.1021/ac060637m . PMC 2883720 . PMID 16771535 . (Обзорная статья)
^ Hauser, Peter C. (2016). «Глава 2. Определение щелочных ионов в биологических и экологических образцах». В Астрид, Сигел; Хельмут, Сигел; Роланд Ко, Сигел (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль в жизни . Металлические ионы в науках о жизни. Тол. 16. Springer. С. 11–25. doi : 10.1007/978-3-319-21756-7_2 . ISBN 978-3-319-21755-0 Полем PMID 26860298 .

Внешние ссылки

Ионоселективные электроды
NICO 2000 - Руководство по обучению студентов (Руководство по измерению ISE: NICO2000.net)
Ионно-селективные электроды анализаторы

[1] AJ Bard и L. Faulkner (2000). Электрохимические методы: основы и приложения . Нью -Йорк: Уайли. ISBN 978-0-471-04372-0 .

[2] RP Buck и E. Lindner (1994). «Рекомендации по номенклатуре ионоселективных электродов» (PDF) . Чистое приложение. Химический 66 (12): 2527–2536. doi : 10.1351/pac199466122527 .

[3] Эрик Баккер и Ю Цинь (2006). «Электрохимические датчики» . Анальный. Химический 78 (12): 3965–3984. doi : 10.1021/ac060637m . PMC 2883720 . PMID 16771535 . (Обзорная статья)

[4] Hauser, Peter C. (2016). «Глава 2. Определение щелочных ионов в биологических и экологических образцах». В Астрид, Сигел; Хельмут, Сигел; Роланд Ко, Сигел (ред.). Ионы щелочных металлов: их роль в жизни . Металлические ионы в науках о жизни. Тол. 16. Springer. С. 11–25. doi : 10.1007/978-3-319-21756-7_2 . ISBN 978-3-319-21755-0 Полем PMID 26860298 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]