氟离子选择电极.pptx

2018/5/23
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前言
样品中***测定方法很多,如重量法、容量法、比色法、分光光度法、离子色谱及中子活化法等。另有报道用ALF分子吸收分光光度法测定血尿微量***、用气相色谱分离***,用微波电感耦合等离子体仪测***。X线荧光分析测定人发中微量***。
以上众多方法中仪器分析方法设备复杂、价格昂贵、难以普及。只有比色法中的茜素锆(目视比色法),***试剂(分光光度法)较常用,目前仍被列入国标中。但比色法也有许多缺点:如灵敏度不高,操作烦琐,需将***从干扰物中分离等。
自1966年Frant和Ross报道了***离子选择电极应用以来,这一技术引起了国内外研究者的浓厚兴趣,使电极法在短时间内就得到了快速发展和广泛应用。该法简便。快速、灵敏、经济特别是适用于基层和现场应用。
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一***离子选择电极分析技术
有关电极的概念
电极(electrode)是电化学测量系统中与样品接触的一类元件的通用术语。是电化学传感器。
离子选择性电极(ion selective electrode ISE) 对某种特定的离子,具有选择性响应。它能将溶液中特定的离子含量转换成相应的电位,从而实现化学量——电学量的转换,使电子技术对溶液中的离子浓度进行测量。
指示电极(indicator electrode):电极电位与溶液中待测离子活度(或浓度)呈Nernst响应的电极称为指示电极。
参比电极(reference electrode):是指在温度、压力一定的条件下,其电极电位已知,且不随待测溶液的组成改变而改变。
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***离子选择电极(fluoride ion selective electrode ,FISE):是晶体均相膜电极的一种,是用电位法测量溶液中***离子活度的指示电极。
1—***化镧单晶膜
2—内参比溶液
3—内参比电极}
4—电极插头
5—电极罩帽
6—电极支持杆
图1 ***电极结构示意图
***电极测试机理
内参比电极|内参比溶液|敏感膜|试液||参比电极(1)
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电池电动势
因为ER在固定条件下是恒定的,Ej忽略不计。所以,E0 可看作是常数。因此E取决于Em,***电极的膜电位是随试液中***离子活度的变化而变化,这种响应在一定的活度区间内电位和活度之间符合Nernst方程。其方程式为:
T=+t(试液温度)
aF -=r. ρF- , r为活度系数,当在稀电解质溶液中r 1
所以,在稀容液中活度与浓度接近, 由上式可见,其电位与-log aF-或-log ρF成直线关系,因此可以通过测定E值,求出aF-或ρF - 。
′
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***离子选择电极的电位产生经核磁共振及示踪原子的实验证明,单晶的导电能力是由F-的迁移所致:LaF3+空穴→ LaF2+F-
其膜电位是由于F-在膜与溶液界面上与膜片中相同离子间的交换和扩散引起的。LaF3晶格优先允许体积小,带电荷少的F-在表面交换,因此,FISE对F-具有高度的选择性
离子选择电极的特征参数
电极的选择性
事实上,所有的离子选择电极,并非某一离子的专属电极,它们在不同程度上受到干扰离子的影响。只有那些对待测离子具有选择性响应的电极才具有实际应用价值。因此,选择性是离子电极最重要的性能指标之一。电极的选择性用选择性系数来描述。
在考虑共存离子干扰影响时,可以由修正的Nernst方程式来表示电极电位。
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式中Kij表示电极对i离子的响应与对j离子的响应的比例倍数。可理解为在相同的条件下,同一电极对i和j离子响应能力之比。
它越小,表示电极对待测离子的选择性越高。例:选择性系数KF-,oH-。即当的OH-活度是F-的10倍时,电极对OH-和F-的响应相同。也就是说,电极F-的响应比对OH-
Kij是判断离子选择性电极性能的重要参数之一,可通过实验测定,但并非常数,随实验条件和测定方法不同而不同。因此,不能用于校正干扰值,通常用来估计测量误差或估算干扰离子的最大允许量。
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线性范围和检测下限
⑴线性范围:各种离子电极在一定的条件下,其电极电位与待测离子活度间符合Nernst关系。每一个离子选择电极所得到的E-logai曲线中直线部分所对应的浓度范围称为ISE的线性范围,是电极的检测下限和检测上限之间的范围。
FISE的线性范围….实际应用范围
⑵检测下限:表明离子选择电极可进行有效测量待测离子的最低浓度。
国际纯化学与应用化学联合会(IUPAC)的建议,离子选择电极的检测下限定义为离子活度-电极电势响应曲线两端直线部分外推