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更新時(shí)間:2024-12-02
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應(yīng)用領(lǐng)域 | 綜合 |
離子選擇性電極 - 氣敏
氨/二氧化碳/氮氧化物
離子選擇性電極 - 氣敏可用于檢測(cè)幾種不同的離子。每種電極的化學(xué)性質(zhì)略有不同,但其工作原理是相同的。在所有氣敏
電極中,電極膜端都有一層液態(tài)水無(wú)法滲透和無(wú)法濕潤(rùn)的疏水透氣膜。氣體擴(kuò)散穿過(guò)膜,與電極內(nèi)的內(nèi)部填充液發(fā)生反應(yīng),
導(dǎo)致溶液pH值發(fā)生變化。pH值的變化通過(guò)內(nèi)部pH元件進(jìn)行測(cè)量,并與氣體濃度相對(duì)應(yīng)。
離子電極 | 殼體類(lèi)型 | 直接測(cè)量(ppm) | pH值范圍 | 溫度范圍(℃) | 干擾因素 |
氨 | 聚甲醛 | 0.01-17,000 | 高于11 | 0-50 | 揮發(fā)性胺 |
二氧化碳 | 環(huán)氧樹(shù)脂 | 4.4-440 | 4.8-5.2 | 0-50 | 揮發(fā)性弱酸 |
氮氧化物 | 環(huán)氧樹(shù)脂 | 0.2-220 | 1.1-1.7 | 0-50 | 二氧化硫、氟化氫、乙酸 |
什么是離子選擇性電極(ISE)? 離子選擇性電極浸入溶液中時(shí)可被視為電池。它將與溶液中特定鹽離子的濃度產(chǎn)生相關(guān)的電壓。如何將這個(gè)電壓轉(zhuǎn)換為濃度值? |
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設(shè)計(jì)合理的電壓表中有電子電路,接收來(lái)自離子選擇性電極的電壓,并將其轉(zhuǎn)換為ppm值進(jìn)行顯示。更具體地說(shuō),該電路將特定離子電極的電壓與參比電極產(chǎn)生的電壓進(jìn)行比較,并在離子濃度計(jì)上以ppm值顯示差異。 離子選擇性電極有許多形狀和長(zhǎng)度可供選擇,以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。通常情況下,傳感電極有嵌入特定離子敏感材料的平板膜。該膜與連接到電極引線的內(nèi)部電極導(dǎo)體元件接觸,該電極引線與離子濃度計(jì)相連。離子選擇性電極產(chǎn)生的電壓是離子敏感膜的函數(shù)。電極的響應(yīng)可以描述為在離子敏感膜的內(nèi)部和外部之間產(chǎn)生的電壓。離子敏感膜的組成將決定電極的響應(yīng)時(shí)間及其對(duì)其他離子的敏感度。 | ||
| 離子選擇性電極膜是一個(gè)半電池,并且需配套參比電極一起工作。參比電極半電池由非導(dǎo)體和液接界組成,該液接界保持內(nèi)部電解質(zhì)和外部被測(cè)液體樣品之間相接觸。浸入內(nèi)部電解質(zhì)中的內(nèi)部電極導(dǎo)體元件(Ag-AgCl)與電極引線相連,后者與離子濃度計(jì)相連。好的參比電極會(huì)產(chǎn)生非常穩(wěn)定的輸出電壓。例如,基于銀/氯化銀的參比系統(tǒng)是最常見(jiàn)的參比電極系統(tǒng)之一。 | |
該參比系統(tǒng)由電鍍氯化銀或浸在氯化銀漿中的銀線組成。將這根Ag/AgCl絲浸入含氯化銀的飽和溶液中。飽和KCl和被測(cè)樣品溶液之間是通過(guò)液接界(不受樣品成分影響的多孔陶瓷砂芯)接觸進(jìn)行的。如果存在KCl干擾樣品,在液接界有可能產(chǎn)生沉淀而堵塞鹽橋?;蛘呷绻鸎Cl與樣品不混溶,則內(nèi)部填充液不應(yīng)含有KCl,可以使用外鹽橋參比液不含KCl的雙鹽橋電極,或使用改良填充液。例如,可以使用硝酸鉀作為外參比填充液電極。許多其他的外參比填充液是已知的。雙鹽橋結(jié)構(gòu)配置還隔離了銀離子與樣品溶液的直接接觸,降低了樣品污染的可能性。 復(fù)合離子選擇性電極的優(yōu)勢(shì)在于它們通常比一對(duì)單獨(dú)的半電池電極便宜,且其幾何形狀更為緊湊,以便我們能夠在更小體積的樣品中使用它們。 第一組離子選擇性電極是氣敏膜型,包括氨、二氧化碳和氮氧化物電極。氣敏傳感器的透氣膜將樣品與特殊的內(nèi)部填充液分開(kāi)。氣體擴(kuò)散穿過(guò)膜,與溶液發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致溶液pH值發(fā)生變化。pH值的變化通過(guò)內(nèi)部pH元件進(jìn)行測(cè)量,并與氣體濃度相對(duì)應(yīng)。 第二組離子選擇性電極是聚氯乙烯(PVC)膜型,其內(nèi)部填充液與PVC膜接觸。電極響應(yīng)是由于存在ISE交換材料嵌入PVC膜中。某些離子交換劑對(duì)某些離子有選擇性。該組離子選擇性電極包括銨、鈣、氟硼酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽、鉀、表面活性劑和水硬度離子選擇性電極。 第三組離子選擇性電極是固態(tài)膜型,其固體顆粒作為連接到接觸線的傳感膜。沒(méi)有內(nèi)部填充液,膜顆粒實(shí)際上是不溶的。顆粒成分決定了毫伏對(duì)離子的響應(yīng)。該組離子選擇性電極包括溴化物、鎘、氯化物、銅、碘化物、鉛、銀和硫化物離子選擇性電極。 最后一組離子選擇性電極是玻璃/晶體膜型,其內(nèi)部填充液與玻璃/晶體膜接觸。玻璃/晶體的化學(xué)成分使其對(duì)特定離子產(chǎn)生反應(yīng),產(chǎn)生一定的毫伏電勢(shì)。這種類(lèi)型中最易識(shí)別和常用的離子選擇性電極是氟化物電極。鈉離子選擇性電極也屬于這一類(lèi)。 |
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