Ничего не куплено!
Ион-селективный электрод (ISE), также известный как специфический ионный электрод, представляет собой датчик (или датчик ), который преобразует активность конкретного иона , растворенного в растворе в электрический потенциал , который может быть измерен с помощью вольтметр или рН-метр . Напряжение теоретически зависит от логарифма ионной активности, в соответствии с уравнением Нернста . Чувствительный часть электрода , как правило, в качестве конкретных ионов мембраны , вместе с электродом сравнения . Ионоселективные электроды используются в биохимических и биофизических исследований, где измерения ионной концентрации в водном растворе , обязательны, как правило, на основе реального времени. Виды ионселективного мембраны
Есть четыре основных типа ионселективного мембраны, используемой в ион-селективных электродов (ИСЭ): стеклянные, твердотельные, жидкие на основе, и соединение электродов. Стеклянные мембраны
Стеклянные мембраны изготовлены из ионообменной типа стекла ( силиката или халькогенидных ). Этот тип ISE имеет хорошую селективность , но только в течение нескольких однозарядными катионов ; в основном H + , Na + , и Ag + . Халькогенидные стекло также обладает селективностью к ионам двухзарядные металлов, таких как Pb 2 + , и Cd 2 + . Стеклянная мембрана имеет превосходную химическую стойкость и может работать в очень агрессивных сред. Очень распространенным примером этого типа электрода рН стеклянный электрод . Кристаллические мембраны
Кристаллические мембраны изготовлены из моно-или поликристаллитов одного вещества. Они имеют хорошую селективность, потому что только ионы, которые могут представиться в кристаллической структуры могут мешать электрода ответ. Избирательность кристаллических мембран может быть как для катиона и аниона из мембранообразующего вещества. Примером является фторид селективного электрода на основе LaF 3 кристаллов. Ионообменной смолы мембраны
Ионообменные смолы основаны на специальных органических полимерных мембран, которые содержат определенное ионообменной вещество (смола). Это наиболее распространенный тип ионов конкретных электрода. Использование конкретных смол позволяет подготовку селективных электродов для десятков различных ионов, как одноатомный или мульти-атом. Они также являются наиболее распространенными электроды с анионной селективностью. Тем не менее, такие электроды имеют низкую химическую и физическую долговечность, а также "время выживания". Примером может служить селективного электрода калия , основываясь на валиномицин в качестве ионообменной агента.
Эти электроды изготавливают из стекла капиллярной трубки около 2 мм в диаметре, крупной партии за один раз. Поливинилхлорид растворяют в растворителе и пластификаторов (как правило, фталаты ) добавили в стандартным способом, используемого при создании то из винила. Для того чтобы обеспечить ионной специфичности , конкретный канал иона или носитель добавляют к раствору; Это позволяет ион, чтобы пройти через винил, который предотвращает прохождение других ионов и воды.
Один конец куска капиллярной трубки примерно на дюйм или два длинных, погружают в этот раствор и удалены, чтобы виниловый затвердеть в пробку на этом конце трубки. Использование шприц и иглу , трубка заполнена раствором соли с другого конца, и могут храниться в ванне солевого раствора в течение неопределенного периода времени. Для удобства в использовании, открытый конец трубки установлен через плотный уплотнительное кольцо в несколько большего диаметра трубки, содержащей тот же солевой раствор, с серебром или платинового электрода проволоки, вставленной. Новые советы электродов таким образом, может быть изменен очень быстро, просто удалив старую электрод и заменить его на новый.
При использовании электродной проволоки соединен с одним выводом гальванометра или рН-метр , другой вывод которого подключен к электрода , и оба электрода погружены в раствор для тестирования. Прохождение иона через винил через перевозчика или канала создает электрический ток, который регистрирует на гальванометра; путем калибровки против стандартных растворов различной концентрации, концентрация ионов в исследуемом растворе, может быть оценена по чтению гальванометра. На практике есть несколько вопросов, которые влияют на это измерение, и различные электроды от той же партии будут отличаться по своим свойствам. Утечки между винилом и стенкой капилляра, тем самым обеспечивая прохождение любых ионов, приведет к тому, Показания счетчика, чтобы показать, практически без изменений между различными калибровочных растворов, и требует, чтобы электрод, что быть отброшены. Аналогичным образом, с использованием ионно-чувствительный каналы в винил-видимому, постепенно блокировать или иным инактивированной, в результате чего электрод потерять чувствительность. Реакция электродом и гальванометра является чувствительным к температуре, а также 'дрейфует' с течением времени, что требует повторной калибровки часто в течение серии измерений, в идеале, по меньшей мере один образец калибровки до и после каждого испытуемого образца. С другой стороны, после погружения в раствор есть "время установления», который может быть в пять минут или даже дольше, прежде чем электродом и гальванометра в равновесие к новому чтения; так что выбор времени чтения важно для того, чтобы найти наиболее точную 'окно' после получения ответа осела, но, прежде чем он дрейфовал заметно.
Ферментные электроды определенно не являются истинными ионные селективные электроды, но, как правило, рассматриваются в ионно-конкретной теме электрода. Такой электрод имеет "двойной" механизм реакции - фермент реагирует с конкретным веществом, и продукт этой реакции (обычно H + или ОН - ), определяется с помощью истинной ион-селективного электрода, такие как рН -селективные электроды . Все эти реакции протекают внутри специальную мембрану, которая охватывает истинную ионно-селективного электрода, поэтому ферментные электроды иногда рассматривают как ион-селективного. В качестве примера можно глюкозы селективных электродов. Интерференция
Самая серьезная проблема, ограничивающая использование ионоселективных электродов является помехи от других, нежелательных, ионов. Нет ионоселективных электродов не полностью ионный специфические; Все чувствительны к других ионов, имеющих сходные физические свойства, до такой степени, которая зависит от степени сходства. Большинство из этих помех достаточно слабы, чтобы быть проигнорированы, но в некоторых случаях электрод может быть на самом деле значительно более чувствительны к мешающего иона, чем к желаемому иону, требующих вмешательства, что ионный присутствовать только в относительно низких концентрациях, или полностью отсутствует . На практике, относительные чувствительности каждого типа ион-специфических электродов в различных мешающих ионов, как правило, известны и должны быть проверены для каждого случая; Однако точное степень вмешательства зависит от многих факторов, предотвращая точную коррекцию показаний. Вместо этого, вычисление относительной степени помех от концентрации мешающих ионов может быть использован только в качестве руководства, чтобы определить, является ли приблизительный объем вмешательства позволит надежные измерения, или же эксперимент необходимо будет изменена с тем, чтобы снизить Влияние мешающих ионов. Нитрат электрод имеет различные ионные помех, т.е. перхлорат , йодид , хлорид и сульфат . Эти помехи заметно различаются по степени, в которой они мешают. Таким образом, перхлорат дает ответ, который составляет приблизительно 50000 так велика, как равное количество нитрата, в то время как много 1000x сульфата производит около ошибки в чтении 10%. [ 1 ] хлорид вызывает ошибку 10%, когда присутствует в количестве около 30x в Нитрат уровня, но могут быть удалены путем добавления сульфата серебра. Кроме того, нитрат может быть определена с использованием аммиака газа чувствительного электрода. Эта техника позволяет пользователю определить как аммония и нитрата ионы последовательно. Процедура использует восстановительной способности хлорида титана . трехвалентного титана уменьшает любую нитрата ион, до 20 частей на миллион, чтобы аммония иона (то есть, обратный нитрификации). При рН 12-13, любой ион аммония в образце преобразуется в газообразный аммиак и, в конечном счете обнаружены электрода.
2013 © 2-Lab.ru | Все права защищены | Дизайн сайта 