技術文章(zhang)當前(qian)位(wei)置(zhi)：技術支(zhi)持(chi)>離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極測(ce)量(liang)原理(li)及使(shi)用(yong)小(xiao)貼(tie)士(shi)

離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極測(ce)量(liang)原理(li)及使(shi)用(yong)小(xiao)貼(tie)士(shi)

點(dian)擊(ji)次數(shu)：17220 更新時(shi)間(jian)：2021-08-18

今天帶大家了(le)解(jie)壹(yi)下(xia)離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)相(xiang)關(guan)內容：

1. 離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極測(ce)量(liang)原理(li)

2. 離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)分類(lei)

3. 離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)測(ce)量(liang)與校準(zhun)

4. 離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)使(shi)用(yong)註(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)

壹(yi)、離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極測(ce)量(liang)原理(li)

離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極（ISE)有(you)能(neng)選(xuan)擇性(xing)的響(xiang)應(ying)混(hun)合(he)物(wu)溶(rong)液(ye)中(zhong)某(mou)種(zhong)特(te)定離(li)子(zi)的(de)感(gan)應(ying)膜(mo)，與(yu)pH電(dian)極工(gong)作原理(li)類(lei)似(si)，離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)膜和(he)樣品(pin)溶液(ye)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)位隨(sui)待(dai)測離(li)子(zi)活(huo)度的(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)。

離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極（ISE)測(ce)量(liang)的(de)電(dian)壓(ya)（U）與離(li)子(zi)活(huo)度的(de)關(guan)系(xi)可(ke)以用Nikolsky方(fang)程描(miao)述：

而(er)離(li)子(zi)濃度(du)和活度(du)的關系(xi)可(ke)用如下(xia)方(fang)程描(miao)述：

y_i是(shi)摩(mo)爾活度(du)系(xi)數(shu)，是溶液(ye)總離(li)子(zi)強(qiang)度的(de)函數(shu)，和溶液(ye)濃度(du)、離(li)子(zi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)和(he)離(li)子(zi)的(de)電(dian)荷(he)數(shu)有(you)關(guan)系(xi)，因(yin)而不宜(yi)定量(liang)化(hua)。對(dui)於很稀(xi)的溶(rong)液(ye)y_i等於1，此(ci)時(shi)待(dai)測離(li)子(zi)的(de)活度(du)等於其濃度(du)。

為(wei)什(shen)麽(me)需要惰(duo)性電(dian)解(jie)質？

稀(xi)溶液(ye)的(de)程度(du)並(bing)不好掌(zhang)握，且(qie)溶液(ye)稀(xi)釋費(fei)時(shi)費(fei)力，也容(rong)易(yi)造成(cheng)測(ce)量誤(wu)差。為(wei)了(le)只(zhi)通過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)電(dian)位測(ce)定就能(neng)得到(dao)待(dai)測離(li)子(zi)的(de)濃度(du)，需要采(cai)用(yong)壹(yi)些(xie)特(te)殊的(de)分析(xi)技術而(er)無需精確(que)測(ce)定活(huo)度系(xi)數(shu)。

可通過(guo)在(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)加入壹(yi)種(zhong)惰(duo)性電(dian)解(jie)質，使(shi)待(dai)測溶液(ye)的(de)離(li)子(zi)強(qiang)度保持恒(heng)定，且(qie)離(li)子(zi)強(qiang)度比(bi)樣品(pin)高，這(zhe)樣可以忽略(lve)樣品(pin)對離(li)子(zi)強(qiang)度的(de)貢(gong)獻(xian)，此(ci)時(shi)離(li)子(zi)濃度(du)和活度(du)存(cun)在(zai)線(xian)性關(guan)系(xi)。

惰(duo)性電(dian)解(jie)質分為(wei)以下(xia)兩(liang)種(zhong)：

✔ TISAB(Total Ionic Strength Adjustment Buffer)：用(yong)來(lai)固定待(dai)測溶液(ye)的(de)離(li)子(zi)強(qiang)度和(he)調節溶(rong)液(ye)的(de)pH值(zhi)。

✔ ISA (Ionic Strength Adjustor)：用來(lai)固定待(dai)測溶液(ye)的(de)離(li)子(zi)強(qiang)度。

幹(gan)擾(rao)離(li)子(zi)的(de)影響

值(zhi)得註(zhu)意(yi)的(de)是(shi)很多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)不只(zhi)是待(dai)測離(li)子(zi)，其(qi)它(ta)離(li)子(zi)和(he)幹擾(rao)離(li)子(zi)對(dui)電(dian)位也(ye)有(you)影響。對(dui)於大多(duo)數(shu)離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極，K_MS的(de)範(fan)圍為(wei)10^-1-10^-5，理(li)想電(dian)極的(de)K_MS=0，應(ying)該(gai)只(zhi)對(dui)待(dai)測離(li)子(zi)響(xiang)應(ying)。

以pH玻璃電(dian)極舉例：

pH玻璃電(dian)極是(shi)*選(xuan)擇性(xing)的電(dian)極，選(xuan)擇性(xing)常數(shu)K_H+/_Na+近(jin)似(si)於10^-13。在(zai)Na⁺活(huo)度(du)為(wei)1mol/L及(ji)H⁺活(huo)度(du)為(wei)10^-12mol/L（pH=12）的(de)溶(rong)液(ye)，可(ke)以列(lie)出(chu)下(xia)式(shi)：

換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)，如果只考(kao)慮H⁺的(de)活度就從(cong)測(ce)定的(de)電(dian)位得(de)出(chu)結(jie)論，會產(chan)生偏(pian)差，此(ci)時(shi)從電(dian)位測(ce)得(de)的(de)活度為(wei)a_H+=1.1*10^-12mol/L，而(er)不是(shi)1*10^-12mol/L。

二(er)、離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)分類(lei)

離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極分為(wei)玻璃膜電(dian)極、晶(jing)體(ti)膜(mo)電(dian)極和(he)聚(ju)合(he)物(wu)膜(mo)電(dian)極三(san)類(lei)。

✔ 典(dian)型的(de)玻璃膜電(dian)極有(you)pH電(dian)極和(he)Na⁺選(xuan)擇性(xing)電(dian)極。

✔ 典(dian)型的(de)晶體(ti)膜(mo)電(dian)極有(you)Ag⁺選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, Pb²⁺選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, Cu²⁺選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, Br^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, I^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極和(he)F^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極。

✔ 典(dian)型的(de)聚合(he)物(wu)膜(mo)電(dian)極有(you)Ca²⁺選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, K⁺選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, NO₃^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極, NH₃選(xuan)擇性(xing)電(dian)極和(he)表(biao)面(mian)活性劑(ji)電(dian)極。

三(san)、離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)測(ce)量(liang)與校準(zhun)

測(ce)量方(fang)法

使(shi)用(yong)離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極進行測量(liang)時(shi)，有兩(liang)種(zhong)測(ce)量方(fang)法。

直接測量(liang)法(fa)：

利用不同(tong)濃度(du)的標準(zhun)溶(rong)液(ye)制(zhi)作標準(zhun)曲(qu)線(xian)（建議(yi)至少(shao)3個濃度(du)點），在(zai)測(ce)定樣品(pin)，利用(yong)標準(zhun)曲(qu)線(xian)校準(zhun)進而得到(dao)待(dai)測樣品(pin)濃度(du)。

該方(fang)法適(shi)合於測量(liang)基底(di)簡單(dan)的(de)樣品(pin)，避免(mian)樣品(pin)基底(di)造成(cheng)的(de)測量誤(wu)差。

標準(zhun)加入法(fa)：

將壹(yi)定量(liang)已知(zhi)濃度(du)的標準(zhun)溶(rong)液(ye)加入到(dao)待(dai)測樣品(pin)中，測(ce)定樣品(pin)以及每(mei)次加標後(hou)的(de)電(dian)位值(zhi)，推(tui)算(suan)得(de)出待(dai)測樣品(pin)的濃度(du)。

該方(fang)法適(shi)合於測量(liang)復(fu)雜(za)或者未(wei)知(zhi)基底(di)的樣品(pin)，可以最(zui)da化(hua)排(pai)除樣品(pin)基底(di)造成(cheng)的(de)測量誤(wu)差。

值(zhi)得(de)註意(yi)的是在(zai)測(ce)量(liang)過(guo)程中(zhong)，尤其是(shi)直接測量(liang)法(fa)中，因為(wei)是(shi)用(yong)標準(zhun)曲(qu)線(xian)對樣品(pin)濃度(du)進行校準(zhun)，因(yin)此(ci)建(jian)議(yi)經(jing)常對電(dian)極進行校準(zhun)，以保證測(ce)量(liang)的準確(que)性。

電(dian)極斜率

離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)校準(zhun)斜率可(ke)以通過(guo)校準(zhun)之(zhi)後軟(ruan)件自動計算(suan)得(de)到(dao)，計(ji)算(suan)遵(zun)循Nikolsky方(fang)程，從(cong)該(gai)方(fang)程可(ke)知(zhi)，斜率與(yu)待(dai)測離(li)子(zi)的(de)電(dian)荷(he)和(he)測(ce)試(shi)溫度有關。

常(chang)見(jian)待(dai)測離(li)子(zi)的(de)理(li)論電(dian)極斜率如(ru)下(xia)表(biao)所示(shi)，實際測得的斜率越接近(jin)該值(zhi)越好。

四(si)、離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)使(shi)用(yong)註(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)

電(dian)極使(shi)用(yong)註(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)

離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極在(zai)使(shi)用(yong)前(qian)的(de)準(zhun)備(bei)以及使(shi)用(yong)後(hou)的(de)儲存(cun)可參(can)考(kao)離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極使(shi)用(yong)手冊(ce)和(he)離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)使(shi)用(yong)與(yu)維護(hu)。

晶(jing)體(ti)膜(mo)電(dian)極：

可(ke)以使(shi)用(yong)貨號(hao)為(wei)6.2802.000的(de)打磨套(tao)件進行打磨，但(dan)是(shi)值得(de)註意的是F^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極不能(neng)用打磨套(tao)件打磨，可(ke)用(yong)牙(ya)膏或(huo)者肥(fei)皂水進行清潔(jie)。

聚(ju)合物(wu)膜(mo)電(dian)極：

不能(neng)用手碰觸(chu)電(dian)極表(biao)面(mian)、不能(neng)將電(dian)極在(zai)蒸餾水中浸泡(pao)過(guo)長(chang)時(shi)間(jian)、不能(neng)在(zai)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)中使(shi)用(yong)聚(ju)合(he)物(wu)電(dian)極。

幹(gan)擾(rao)離(li)子(zi)的(de)影響

在(zai)測(ce)量(liang)離(li)子(zi)濃度(du)時(shi)，需要註(zhu)意(yi)幹(gan)擾離(li)子(zi)的(de)存(cun)在(zai)以及濃度(du)。

下(xia)表(biao)列(lie)舉了(le)壹(yi)些(xie)離(li)子(zi)選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)測(ce)量(liang)範圍及(ji)其幹(gan)擾(rao)離(li)子(zi)。表(biao)中黑(hei)體(ti)字(zi)是使(shi)電(dian)極中(zhong)毒的幹(gan)擾(rao)離(li)子(zi)，因(yin)而必(bi)須(xu)消(xiao)除。括(kuo)號(hao)中的離(li)子(zi)是(shi)指當(dang)其(qi)濃度(du)超過(guo)待(dai)測離(li)子(zi)濃度(du)時(shi)會對(dui)待(dai)測離(li)子(zi)產(chan)生幹(gan)擾(rao)。

線(xian)性範(fan)圍

在(zai)測(ce)量(liang)樣品(pin)和校準(zhun)電(dian)極時(shi)，需要考(kao)慮待(dai)測樣品(pin)的濃度(du)以及校準(zhun)溶(rong)液(ye)的(de)濃度(du)。各個電(dian)極的(de)具(ju)體(ti)測(ce)量範圍可(ke)參(can)考(kao)下(xia)表(biao)。

以F^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極的(de)校準(zhun)曲(qu)線(xian)為(wei)例，在(zai)低(di)含量範圍內，校準(zhun)曲(qu)線(xian)是非線(xian)性的(de)，這(zhe)就意(yi)味(wei)著在(zai)該(gai)濃度(du)範圍內，F^-選(xuan)擇性(xing)電(dian)極不僅(jin)對(dui)目標離(li)子(zi)F^-有(you)響應(ying)，同(tong)時(shi)也對(dui)幹擾(rao)離(li)子(zi)也(ye)產生(sheng)了(le)響(xiang)應(ying)，如(ru)OH^-。