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离子选择性电极

来源：上海水仪科技有限公司2023/1/11 10:09:2031

导读:

离子选择性电极

一．简介：

1) 离子选择性电极(又称膜电极ISE,ion selective electrode),具有敏感膜并能产生膜电位的电极（基于离子交换或扩散的电极）。

2) 分类：根据膜性质的不同，有非晶体膜电极、晶体膜电极、敏化电极等。

3) 构造：主要由离子选择性膜、内参比电极（通常为Ag/AgCl电极）、内参比溶液组成（由氯化物及相应离子的强电解质溶液组成）。

4) 原理：是通过某些离子在膜两侧的扩散、迁移和离子交换等作用，选择性地对某个离子产生膜电势、而膜电势与该离子活度的关系符合Nernst方程。

E0---电极的标准电压；

R---气体常数（8.31439焦耳/摩尔和℃）；

T---开氏温度（例：20℃相当于（273.15+20）293.15开尔文）；

F----法拉弟常数（96485.3383±0.0083C/mol）；

N---被测离子的化合价（银=1，氢=1）；

ln（αMe）---离子活度αMe的对数；

公式推导：

ΔE=lgαMe

即电位与离子活度的对数成线性关系。

二．离子电极的分类和常见离子电极

1) 根据电极外壳材质分为：塑料外壳和玻璃外壳、其中塑料外壳不可添加电解液

2) 根据电极结构分类：复合电极和非复合电极、一般在线应用上多采用非复合电极形式，即测量电极与参比电极分离式。

3) 根据膜性质不同：有非晶体膜电极、晶体膜电极、敏化电极等

4) 根据电缆连接线分类：有一体式电极和分体式电极。其中分体式电极多用于在线安装，常用VP接头，电缆线根据要求定制。

常见离子选择性电极目录和行业应用：

农业	硝酸根电极、钙离子电极、钠离子电极、钾离子电极、溴离子电极、氯离子电极、铵离子电极、氟离子电极、硫氰酸根电极
植物组织	硝酸根电极、氯离子电极、氟离子电极、碘离子电极、氰离子电极、钙离子电极、硫离子电极、钾离子电极、硫氰酸根电极
肥料	氨气敏电极、硝酸根电极、钾离子电极、氟离子电极
水产业	氨气敏电极、钙离子电极、亚硝酸根电极、铵离子电极
生物医药研究	钙离子电极、二氧化碳电极、氨气敏电极、铵离子电极、硫氰酸根电极
教育	各类
食品加工	氯离子电极、硝酸根电极、钠离子电极、碘离子电极、亚硝酸根电极
牛奶和奶制品	氯离子电极、钙离子电极、氟离子电极、碘离子电极、亚硝酸根电极
软饮料	氯离子电极、氟离子电极、二氧化碳电极、残余氯气电极
酒精	钾离子电极、钠离子电极、二氧化碳电极、氟离子电极、溴离子电极、钙离子电极、残余氯气电极、硫氰酸根电极
蔬菜	硝酸根电极、氯离子电极
地质与矿业	氟离子电极、钙离子电极、氰离子电极、氟硼酸根电极、硝酸根电极
冶金和金属电镀	氟离子电极、铜离子电极、氰离子电极、氟硼酸根电极、硝酸根电极、铵离子电极、硫氰酸根电极
电镀槽	氯离子电极、残余氯气电极、氨气敏电极、铵离子电极、硫氰酸根电极
纸浆和纸	钠离子电极、氟离子电极、钙离子电极、硫酸根电极
石油提炼	氨气敏电极、氯离子电极、硫氰酸根电极
制药	氟离子电极、蛋白质溶液中氨气敏电极、铵离子电极、硫氰酸根电极
污水处理	硝酸根电极、氨气敏电极、残余氯气电极、亚硝酸根电极、硫氰酸根电极
蒸汽及发电	氯离子电极、钠离子电极、残余氯气电极、氟硼酸根电极
饮用水	总残余氯气电极、硝酸根电极、钙离子电极、氯离子电极、氟离子电极
自然水	溴离子电极、钙离子电极、氯离子电极、氟离子电极、硝酸根电极、钾离子电极、银离子电极、钠离子电极、铜离子电极、亚硝酸根电极、铵离子电极
海水	钠离子电极、氯离子电极、氟离子电极、硝酸根电极、氨气敏电极、亚硝酸根电极、铵离子电极
水产养殖	亚硝酸根电极、铵离子电极

三．离子电极的使用

1) 实验前准备：器材准备（离子计或PH计、离子电极、烧瓶、容量瓶移液器等）、溶液准备（标准溶液、去离子水、电极填充液、离子强度调节剂）。

2) 电极准备：将电极填充液通过加液孔加入，原则上不高于加液孔。然后待电极活化30min。

3) 校准：配置0.1、1、10、100、1000ppm标准溶液，选用相近的两种以上标液进行校正。原则：从低浓度依次进行。

4) 测量：将电极浸入待测溶液中、稳定后读值。如测量有一定误差、需综合考虑影响因素，加以处理。

5) 寿命：与待测样品的性质以及使用有关。经验值1年。

四．影响因素

1) pH值：即不同离子在溶液中的存在形式受到pH值影响。所以在测量时，需要保持溶液在一定的pH值范围以内。

2) 杂质：待测液中存在对测量离子有干扰的其他离子。需要选用相应化学试剂做隐蔽剂，排除干扰。

3) 温度：不同温度下，各种离子的存在形式有一定变化，从而影响含量的变化。

五．维护保养

1) 电极清洗：用纯水对电极表面冲洗或浸泡、若未清洗干净、需考虑待测液的性质，选择相应试剂、但冲洗或浸泡时间不宜过长、用其他试剂后，应立即用纯水洗净。

2) 电极抛光：对于是金属膜的电极、可用电极自带的打磨纸进行抛光、至电极有金属色为止。若效果不佳、可选用麂皮涂抹少量牙膏打磨电极金属表面，有时会有奇效。

3) 更换膜头：对于气敏电极多用于软性材质做敏化膜、如发现有影响测量问题，可更换膜头，重新添加电解液。一般电极均自带三个左右。

4) 电极填充液：一般三个月左右，更换一次。配方电极说明书中有相应描述。

5) 电极活化：选用与电极填充液相同的溶液对电极进行浸泡、一般2小时以上。

六．电极保存

1) 短期不用时，浸泡于与电极填充液相同的溶液中；

2) 长期不用时，因倾倒出电极填充液，并清洗干净。保持干燥。用时，再添加活化。

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