Question

离子选择性电极的响应机理是什么？

大学仪器分析课程中的作业，谢谢

Answer 1

◆ 玻璃电极玻璃电极对金属离子的响应与玻璃组分有关。目前，大多数对阳离子有选择性的玻璃是碱金属的铝硅酸盐，是Na2O-Al2O3体系。改变三种组分的相对含量会使玻璃膜的选择性表现很大差异。除了上述pH玻璃电极是大家熟悉的以外，商品PNa电极也已广泛应用。PNa电极的构造与式样和pH玻璃电极很相似，内参比电极用甘汞电极，膜内装已知浓度的NaCl和KCl溶液，膜的组成为11%Na2O-18% Al2O3%SiO2。此电极可以测定10-3~10-7MNa+，其准确度可以和火焰光度计法媲美。在测定中，Ca2+、Mg2+不干扰，H+干扰Na+的测定，但当Na+：H+≥100：1时，H+离子干扰不大。在测定纯水中微量Na+时，样品中加入0.2N二异丙胺溶液2滴，使水样的pH升至9.8~10之间，可以消除H+的干扰。在国内，PNa电极已应用于工业用水中微量Na+离子的测定。◆ 气敏电极气敏电极是七十年代发展起来的一种新型离子选择性电极，属于复膜电极，能测定NH3、NO2、SO2、CO2等等。以氨电极为例。它的内部有一支平底的pH玻璃电极作为指示电极，浸泡在内充液中。内充液由0.01MNH4C1和惰性电解质如NaCl、KCl等组成。内充液与试液之间是用一层极薄的透气聚偏氟乙烯膜隔开。它只允许透过NH3气，而不允许溶液中离子通过。参比电极为Ag-AgCl电极，插入到气敏电极的内充液中，因此，它与气敏电极本身装在同一体内。使用氨气敏电极测量时，当试液产生NH3气，通过透气膜扩散并溶于内充液时，则按下式进行反应。NH3+H2O=NH4++OH-NH3、NH4和OH-之间存在平衡关系，内充液中存在足够量的NH4C1，所以，NH4+可认为是不变的，由此可见，pH玻璃电极指示内充液中[OH-]的变化，直接反映NH3的变化。其电位与[NH3)的关系符合能斯特方程式。

Answer 2

电极的膜内为对应离子已知浓度的标准液，膜外为该离子的待测液。
中间的膜为选择性离子透过膜，只能透过该离子，这样因为膜内外离子浓度差不一样，就会产生一个膜电势，符合能斯特关系。
利用参比电极测出这个膜电势，再通过已知的内标液的离子浓度，就能得到被测液的离子浓度。