26.1.3. Индикаторные электроды

металлические

(ионо селективные)

ЬИНДИКАТОРНЫЕ_J мембранные ЭЛЕКТРОДЫ (ионоселективные)

имеют ионную проводимость

имеют электронную проводимость

Металлические электроды могут быть

изготовлены из металла, образующего восстановленную форму обратимой окислительно-восстановительной реакции

материал электрода не участвует в окислительно-восстановительной реакции и служит лишь переносчиком электронов

Ионоселективные электроды (согласно IUPAC) -это сенсоры (чувствительные элементы, датчики), потенциалы которых линейно зависят отlg активности определяемого иона в растворе.

В состав большинства ионоселективных электродов входит по­лупроницаемая мембрана, представляющая собой тонкую плёнку, от­деляющую внутренний раствор (стандартный) от внешнего (анализи­руемого) и способную пропускать преимущественно ионы только од­ного вида (рис. 26.1)

мембранный электрод

полупроницаемая мембрана

внешнии раствор

«1(A) = ?

внутренний раствор

«2(A) =const

Е_м—Ei -E2 — 0.

A

A

const

A

Е_м—const +0,059lg«i

Е₂

^E1

Рис. 26.1. Принцип работы мембранного электрода К основным характеристикам ионоселективного электрода отно-

сят

Согласно рекомендациям IUPAC различают следующие виды ионоселективных электродов:

имеют стеклянную мембрану

обладающую селективностью по отношению к определённому иону

имеют кристаллическую мембрану,

изготовленную из индивидуального кристаллического соединения или гомогенной смеси кристаллических веществ

с жёсткой матрицей (стеклянные)

с кристаллическими мембранами

фт орид-селект ивный электрод, имеющий мембрану из LaF₃

Первичные ионоселективные электроды

I

стеклянный рН - чувствительный электрод

ИОНОСЕЛЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ

\

Электроды с подвижными носителями

сенсибилизированные

электроды

газочувствительные

датчики, состоящие из индикаторного электрода и

К-селект ивный электрод на основе валиномицина

электрода сравнения и имеющие газопроницаемую

для отделения анализируемого раствора от тонкой плёнки промежуточного раствора электролита

электрод для определения углекислого газа на основе

Имеют жидкую мембрану -

раствор ионообменника или "нейтрального переносчика"в органическом растворителе, удерживаемый на пористом полимере или заключённый в полимерную матрицу

стеклянного рН - чувствительного электрода

мембрану или воздушный зазор субстрата с образованием

веществ, на которые реагирует электрод электрод для определения пенициллина, содержащий фермент пенициллиназу и

стеклянный рН- чувствительный электрод

ферментные

датчики, в которых ИСЭ покрыт плёнкой, содержащей фермент, способный вызвать реакцию превращения

Стеклянный электрод для измерения рН(рис.26.2) имеет тонкую рН-чувствительную мембрану, изготовленную из специально­го стекла, содержащего 22%Na₂O, 6%CaO и 72%SiO₂. Внутри элек­трода находится 0,1 МHCl, насыщенный хлоридом серебра, и хло- ридсеребряный электрод сравнения. Перед началом работы электрод, который хранился в сухом виде, вымачивают в 0,1 МHCl. Для того чтобы электрод работал, на внутренней и внешней сторонах мембра­ны должна образоваться тонкая плёнка гидратированного геля. Ионы водорода должны вытеснить ионыNa+ из пустот на поверхности стек­ла.

В основе работы стеклянного электрода для измерения рН лежит ионообменное равновесие

H+

H

стекло

раствор

const +0,059lga_H+

потенциалы потенциал асимметрии внутреннего (даже если составы и внешнего внутреннего и внешнего электродов растворов будут сравнения идентичными, потенциал электрода не будет равен нулю), изменяющийся в процессе эксплуатации электрода

Из-за наличия потенциала асимметрии перед началом рабо­ты стеклянный электрод для изме­рения рН градуируют по стан­дартным буферным растворам

л

Рис. 26.2. Стеклянный электрод 1 - внутренний хлоридсеребряный элек­трод; 2 - серебряная проволочка; 3 - 0,1 М HCl, насыщенный AgCl; 4 - стеклянная рН- (табл. 26.1). чувствительная мембрана)

Табл. 26.1.

Стандартные буферные растворы, используемые для

Буферная система	рН (20 °С)
0,05 М раствор тетраоксалата калия	1,675
насыщенный (20 °С) раствор гидротартрата калия	3,557
0,05 М раствор гидрофталата калия	4,002
0,025 M KH2PO4 / 0,025 М Na2HPO4	6,881
0,01 M раствор тетрабората натрия	9,225

Стеклянный электрод может быть использован для измерения рН в ограниченном диапазоне рН, зависящем от сорта стекла, из кото­рого изготовлена мембрана.

измеренное значение л измеренное значение

pH больше истинного ^ ApH = 0 pH меньше истинного

' © © ¹ Р

конкуренция с ионами щелочных металлов