Электрохимические методы анализа. 1.5. Мембранные (ионоселективные) индикаторные электроды
1.5. Мембранные (ионоселективные) индикаторные электроды
На практике мембранная разность потенциалов может быть определена с помощью электродов сравнения. Собственно, мембранные (ионоселективные) электроды представляют собой электрод сравнения, помещенный в раствор с известной постоянной активностью определяемого иона (вещества), отделенный, в свою очередь, от внешнего анализируемого раствора полупроницаемой мембраной (рис.). Во внешний раствор также помещается электрод сравнения, относительно которого и определяется мембранный потенциал. Значение определяемого потенциала будет связано с активностью определяемого вещества (иона) выражением:
∆E = const + 0,059 lg aM.
В зависимости от состояния применяемой мембраны, различают ионоселективные электроды с твердыми, жидкими и пленочными мембранами (рис., рис.). По механизму образования мембранного потенциала различают первичные ионоселективные электроды, электроды с подвижными носителями и сенсибилизированные (активированные) электроды. К первичным электродам относятся электроды с твердыми мембранами: кристаллические гомогенные (мембраны из монокристаллов LaF3, Ag2S, а также поликристаллические спрессованные смеси Ag2S+AgCl, Ag2S+CuS); кристаллические гетерогенные (прессованные смеси электродно-активного вещества с инертной матрицей - графит, силиконовая смола); некристаллические (ионообменные смолы); электроды с жесткой матрицей (стеклянные электроды). Электроды с подвижными носителями, как правило, содержат жидкие мембраны на основе органического растворителя, удерживаемого пористым стеклом или полимером. Данные мембраны содержат положительно (R4N+), отрицательно ((RO)2PO2-) заряженные или незаряженные (валиномицин) вещества, способные образовывать соединения (комплексы) с определяемым ионом. К сенсибилизированным электродам относятся ферментные электроды, представляющие собой ионоселективные электроды, покрытые ферментсодержащей пленкой, избирательно взаимодействующей с определяемым веществом с образованием определяемого электродом иона. К этой же группе относятся газочувствительные электроды, объединяющие в едином корпусе с газопроницаемой мембраной и индикаторный электрод, и электрод сравнения. Газ взаимодействует с раствором электролита внутри электрода, который вызывает изменение потенциала индикаторного электрода (например, NH3 + H2O + стеклянный электрод).
Авторская редакция главы из книги Н.Г. Ярышев, Д.А. Панкратов, М.И. Токарев, Н.Н. Камкин, С.Н. Родякина. Физические методы исследования и их практическое применение в химическом анализе: Учебное пособие. ISBN: 978-5-4263-0122-1. М.:Прометей, 2012, 160 стр.
Учебное пособие адресовано студентам, аспирантам и др. специалистам химических и биологических факультетов педагогических вузов. Содержание пособия соответствует Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования и учебно-методическим комплексам по дисциплинам: современные физико-химические методы исследования неорганических и органических веществ и химия окружающей среды. Пособие содержит введение, 6 глав и приложение, в котором приведены методики анализа, применяемые в настоящее время в аналитической химии, в том числе в лабораториях экологического мониторинга, испытательных лабораториях и в центрах государственного санитарно-эпидемиологического контроля.
