Iontově selektivní elektroda - Ion-selective electrode

An iontově selektivní elektroda (ISE), také známý jako a specifická iontová elektroda (SIE), je převodník (nebo senzor ), který převádí aktivita konkrétního ion rozpuštěný v a řešení do elektrické potenciál. Napětí je teoreticky závislé na logaritmus iontové aktivity podle Nernstova rovnice. Iontově selektivní elektrody se používají v analytická chemie a biochemické /biofyzikální výzkum, kde měření iontový koncentrace v vodný roztok jsou potřeba.^[1]

Typy iontově selektivní membrány

U iontově selektivních elektrod (ISE) se používají čtyři hlavní typy iontově selektivní membrány: sklo, pevná fáze, kapalina a složená elektroda.^[2]^[3]

Skleněné membrány

Sklenka membrány jsou vyrobeny z iontoměničového typu skla (křemičitan nebo chalkogenid ). Tento typ ISE má dobré selektivita, ale pouze pro několik jednorázově nabitých kationty; hlavně H⁺, Na⁺a Ag⁺. Chalkogenidové sklo má také selektivitu pro dvojitě nabité ionty kovů, jako je Pb²⁺a Cd²⁺. Skleněná membrána má vynikající chemickou odolnost a může pracovat ve velmi agresivních médiích. Velmi běžným příkladem tohoto typu elektrody je pH skleněná elektroda.

Krystalické membrány

Krystalické membrány jsou vyrobeny z monokrystalů nebo polykrystalů jedné látky. Mají dobrou selektivitu, protože pouze ionty, které se mohou představit Krystalická struktura může zasahovat do elektroda Odezva. To je hlavní rozdíl mezi tímto typem elektrod a elektrodami ze skleněné membrány. Nedostatek interního řešení snižuje potenciální křižovatky. Selektivita krystalických membrán může být pro obě kation a anion látky tvořící membránu. Příkladem je fluoridová selektivní elektroda na základě LaF₃ krystaly.

Iontoměničové pryskyřičné membrány

Iontoměničové pryskyřice jsou založeny na speciálních organických látkách polymer membrány, které obsahují specifickou iontoměničovou látku (pryskyřici). Toto je nejrozšířenější typ iontově specifické elektrody. Použití specifických pryskyřic umožňuje přípravu selektivních elektrod pro desítky různých iontů, jak jednoatomových, tak víceatomových. Jsou to také nejrozšířenější elektrody s aniontovou selektivitou. Takové elektrody však mají nízkou chemickou a fyzikální odolnost a také „dobu přežití“. Příkladem je draselná selektivní elektroda, na základě valinomycin jako iontoměnič.

Enzymové elektrody

Enzym elektrody rozhodně nejsou pravdivé ion-selektivní elektrody, ale obvykle se uvažují v rámci iontově specifické elektrody. Taková elektroda má mechanismus „dvojité reakce“ - enzym reaguje se specifickou látkou a produkt této reakce (obvykle H⁺ nebo OH⁻) je detekován pravou iontově selektivní elektrodou, například a pH -selektivní elektrody. Všechny tyto reakce probíhají uvnitř speciální membrány, která pokrývá pravou iontově selektivní elektrodu, což je důvod, proč jsou enzymové elektrody někdy považovány za iontově selektivní. Příkladem je glukóza selektivní elektrody.

Alkalický kov ISE

Valinomycin

Elektrody specifické pro každý iont alkalického kovu, Li⁺, Na⁺, K.⁺, Rb⁺ a Čs⁺ byly vyvinuty. Princip, na kterém jsou tyto elektrody založeny, spočívá v tom, že iont alkalického kovu je zapouzdřen v molekulární dutině, jejíž velikost odpovídá velikosti iontu. Například elektroda založená na Valinomycin lze použít ke stanovení koncentrace iontů draslíku.^[4]

Viz také

Reference

^ A. J. Bard a L. Faulkner (2000). Elektrochemické metody: Základy a aplikace. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-04372-0.
^ R.P. Buck a E. Lindner (1994). „Doporučení pro názvosloví iontově selektivních elektrod“ (PDF). Pure Appl. Chem. 66 (12): 2527–2536. doi:10.1351 / pac199466122527.
^ Eric Bakker a Yu Qin (2006). „Elektrochemické senzory“. Anální. Chem. 78 (12): 3965–3984. doi:10,1021 / ac060637m. PMC 2883720. PMID 16771535. (Recenze článek)
^ Hauser, Peter C. (2016). „Kapitola 2. Stanovení alkalických iontů v biologických a environmentálních vzorcích“. V Astrid, Sigel; Helmut, Sigel; Roland K.O., Sigel (eds.). Ionty alkalických kovů: jejich role v životě. Kovové ionty v biologických vědách. 16. Springer. s. 11–25. doi:10.1007/978-3-319-21756-7_2. ISBN 978-3-319-21755-0. PMID 26860298.

externí odkazy

Iontově selektivní elektrody
Nico 2000 - Průvodce výukou studentů (Průvodce pro začátečníky k měření ISE: nico2000.net)

[1] A. J. Bard a L. Faulkner (2000). Elektrochemické metody: Základy a aplikace. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-04372-0.

[2] R.P. Buck a E. Lindner (1994). „Doporučení pro názvosloví iontově selektivních elektrod“ (PDF). Pure Appl. Chem. 66 (12): 2527–2536. doi:10.1351 / pac199466122527.

[3] Eric Bakker a Yu Qin (2006). „Elektrochemické senzory“. Anální. Chem. 78 (12): 3965–3984. doi:10,1021 / ac060637m. PMC 2883720. PMID 16771535. (Recenze článek)

[4] Hauser, Peter C. (2016). „Kapitola 2. Stanovení alkalických iontů v biologických a environmentálních vzorcích“. V Astrid, Sigel; Helmut, Sigel; Roland K.O., Sigel (eds.). Ionty alkalických kovů: jejich role v životě. Kovové ionty v biologických vědách. 16. Springer. s. 11–25. doi:10.1007/978-3-319-21756-7_2. ISBN 978-3-319-21755-0. PMID 26860298.

[1]

[2]

[3]

[4]