離子選擇性電極不同于經(jīng)典的電極,前者的膜電勢是由電極膜表面的離子交換平衡產(chǎn)生的,而后者的電極電勢是氧化還原電勢。它是一類利用膜電勢測定溶液中離子的活度或濃度的電化學(xué)傳感器,當它和含待測離子的溶液接觸時,在它的敏感膜和溶液的相界面上產(chǎn)生與該離子活度直接有關(guān)的膜電勢。這類電極由于具有選擇性好、平衡世間短的特點,是電位分析法用得最多的指示電極。
電極在對一種主要離子產(chǎn)生響應(yīng)時,會受到其他離子,包括帶有相同和相反電荷的離子的干擾。公式(1)反映了相同電荷離子對膜電勢的影響,它用選擇性系數(shù)Kij來表示,此值愈小,電極對i離子的選擇性愈高,一般要求Kij值在10-3以下。Kij不是一個嚴格的常數(shù),它隨測定的方法和條件而異,因此只能用來估量電極對不同離子響應(yīng)的相對大小,而不能用來定量校正干擾離子所引起的電勢變化。電極的選擇性主要決定于電極活性材料的物理、化學(xué)性質(zhì)和膜的組成。
設(shè)備優(yōu)勢:
1、操作方便,迅速,不損及試液體系,也適于一些不宜用其他方法分析的樣品,如有色或混濁樣品等。
2、儀器比較簡單,輕便。
3、較易用于流動監(jiān)測和自動化檢測。
4、電極直接響應(yīng)的是離子活度,不是濃度,故對生物,醫(yī)學(xué),化學(xué)更適合,尤其是現(xiàn)在微電試樣技術(shù)的發(fā)展,使得在細胞內(nèi)檢測也已成為可能。
測量范圍:
離子選擇性電極有很寬的測量范圍,一般有幾個數(shù)量級。根據(jù)膜電勢的公式,以電勢對離子活度的對數(shù)作圖,可得一直線,其斜率為RT/ZiF。這就是校正曲線。實際上,當活度ai很低時,由于膜物質(zhì)本身的溶解以及干擾離子的影響等,校正曲線明顯彎曲。電極的線性響應(yīng)范圍是指校正曲線的直線部分,它是定量分析的基礎(chǔ),大多數(shù)電極的響應(yīng)范圍為10-1~10-5Μ,個別電極達10-7Μ,所以測定的靈敏度往往滿足不了痕量分析的要求。在采用離子緩沖液時,電極的線性響應(yīng)范圍可大大擴展(如銀電極可達10-20Μ),使電極可用于理論研究。