Ион-селективные электроды мембранный потенциал

Экспериментальные методы. Из общего уравнения мембранного потенциала (41) следует, что коэффициент селективности может быть экспериментально определен на основании величин э. д. с., измеренных в растворах, содержащих либо основной ион с потенциалом ( О, либо ион, относительно которого устанавливают селективность электрода (потенциал Е2). Если ах = ав, то [c.114]

Описана конструкция натрий-селективного электрода с гетерогенной катионселективной мембраной, в которой в качестве связующего агента для Амберлита Ш 120 использована эпоксидная смола [852]. Постоянное значение потенциала электрода достигается через [c.86]

Широкое распространение в анализе получили u-, РЬ- и d-селективные электроды, мембранами которых служат поликристаллические смеси сульфидов соответствующего металла и серебра. Потенциал этих электродов определяется следующими равновесными процессами на поверхности мембраны [c.98]

Зависимость потенциала Е мембранного бромид-селективного электрода от концентрации бромид-ионов (свг-) в растворе описывается уравнением [c.243]

По принципу работы к стеклянному электроду близки так называемые ион-селективные, или мембранные, электроды. Они предназначены для измерения концентрации ионов в растворе, причем один тип электрода может определять концентрацию только того иона, на который он рассчитан. Как и в стеклянном электроде, в ион-селективном имеется мембрана— пленка, на которой адсорбируются изучаемые ионы, что приводит к возникновению на пленке потенциала. Этот потенциал измеряется сравнением с потенциалом вспомогательного электрода, чаще всего такого же, который используется в работе со стеклянным электродом, т. е. хлоридсеребряным. В комплект к иономеру придаются электроды на ионы К+, МН/+, Mg2+, Са +, Вг и ЫОз , хотя освоен выпуск и многих других типов электродов. [c.211]

Величина Кмв в уравнении (IX.94) — основная характеристика свойств ИСЭ. Согласно изложенной выше теории она двояким образом зависит от этих свойств. С одной стороны, она связана с относительной подвижностью ионов в мембране чем больше относительная подвижность мешающего иона В+, тем больше его влияние на потенциал А+-селективного электрода. С другой стороны, /Са/в зависит от селективности поглощения мембраной иона при ионном обмене. [c.525]

Основная проблема, возникающая при использовании мембранных электродов в качестве индикаторных, — их избирательность (селективность). В идеальном случае электродная функция зависит только от ионов Ме " . Однако подобрать такую мембрану, через которую проходят только эти ионы, почти невозможно. Как правило, через мембрану проходят (и поэтому влияют на потенциал) также другие ионы. Селективность электрода принято количественно оценивать с помощью коэффициента селективности. Для этого зависимость потенциала от находящихся в растворе ионов показывают так [c.265]

Из выражения (6.7) видно, что селективность электрода по отношению к иону А" будет тем больше, чем селективней поглощается он мембраной и чем более подвижен внутри нее. В общем случае влияние мешающих ионов на потенциал мембранного электрода можно выразить с помощью уравнения Никольского. [c.176]

Применение ион-селективных электродов основывается на измерении мембранных потенциалов. Эти потенциалы определяются косвенным методом из величины э.д. с. электрохимической ячейки, состоящей из мембраны, разделяющей растворы (1 и 2), в которые помещены два электрода сравнения (внутренний и внешний). При соответствующем составе и строении мембраны ее потенциал зависит только от активности данного иона по обе стороны мембраны. Никакой другой процесс, протекающий в мембране, не влияет на мембранный потенциал. [c.12]

Теоретическую интерпретацию поведения твердых осадочных ион-селективных электродов удобнее всего провести, выбрав в качестве модели электрод с мембраной из галогенида серебра. Рассмотрим гомогенный или гетерогенный ион-селективный электрод в растворе, содержащем обменивающиеся с мембраной ионы в отсутствие внещнего тока. Равновесие между раствором и твердой фазой (мембраной) достигается в том случае, когда разность электрохимических потенциалов сольватированного иона в растворе и иона в решетке твердой фазы равна нулю [29]. Если электрохимический потенциал иона / в растворе равен [c.13]

Жидкостной бро.мид-селективный электрод, наготовленный на основе нитробензольного раствора кристалличесиаго фиолетового (5- Ю М) имеет прямолинейный участок градуировочного графика при относительно больших концентрациях от 10 до 10 моль/л. Описанный ранее электрод с мембраной из раствора бромида ртути в трибутил-фосфате имеет значительно меньшнй предел обнаружения (рВг=4,5), но в области больших концентраций (рВт=4—2,5) наблюдаются отклонения от линейности и Появление катионной функции [1]. Лучшими характеристиками обладает электрод со смесью кристаллического фиолетового (5-10- М) и бромида ртути (нас.) в нитробензоле в качестве мембраны. Линейность градуировочнаго графика сохраняется в пределах рВт от 2 до 5,5, предел обнаружения рВг р =5,7, крутизна электродной функции 45 м В/рС, коэффициент селективности к хлоридам, определенный методам смешанных растворов, равен 0,01. Присутствующие в растворе ионы калия, кальц(ия, бария, М агния, меди, железа, хро.ма не оказывают влияния на электродный потенциал. [c.28]

На протяжении многих лет наиболее удобным методом определения pH является метод, основанный на измерении потенциала, возникающего на поверхности тонкой стеклянной мембраны, разделяющей два раствора с различными концентрациями ионов водорода. Это явление, впервые описанное Кремером [2], всесторонне изучалось многими исследователями, в результате чувствительность и селективность стеклянных мембран по отношению к pH изучены достаточно хорошо. Более того, в настоящее время разработаны мембранные электроды для прямого потенциометрического определения других ионов, например К" -, N3+, Ь1+, и Са2+ [3]. [c.424]

Числа переноса в мембранах часто вычисляют из данных по измерению мембранного потенциала. Если число перенос. равно единице, то говорят, что мембрана обладает идеальной селективной проницаемостью при этом мембранный потенциал дается формулой Нернста НТ 1Р) п а у а , где значения а определяются концентрациями электролита по обе стороны мембраны. Если число переноса катиона внутри мембраны +, то термодинамическая формула для мембранного потенциала (измеренного, например, с помощью каломельных электродов, соединенных с обеими сторонами солевыми мостиками) будет иметь следующий вид (2 +— 1)(/ 7 //= ) 1п(а+)2/(а )1. Итак, величину можно вычислить из измерения мембранного потенциала. [c.166]

Халькогенидное стекло (60% Se, 28% Ge и 12% Sb) с добавками Fe, Со или Ni использовали в качестве мембраны электрода, селективного к Fe + в присутствии Ре + с нернстовской функцией в области концентраций от 10" до 10" М [93 ]. Механизм действия таких электродов скорее окислительно-восстановительный, чем ионообменный. Это подтверждается изменением мембранного потенциала с изменением концентрации Fe +. Известно, что потенциал редокс электрода определяется уравнением [c.195]

Так, описан [115] К -селективный электрод с мембраной на основе биологических материалов, потенциал которого зависит от активности ионов калия в растворе по уравнению Нернста. Другой электрод с константами селективности и Kk°-nh4 = 10 , обнаруживающий мгновенную реакцию на К% изготовлен на основе полимерного материала, содержащего макро-циклический антибиотик (точный состав не назван) [116]. Последний период ознаменовался энергичными разработками твердых мембран на основе соединений, связывающих в комплекс и переносящих ион калия через полимерную матрицу, в которой содержится комплексующий агент. Разработаны электроды с мембранами из силиконового каучука, содержащими валиномицин (см. его структуру в главе о жидких мембранах), с применением и без применения пластификатора оценены их селективность к иону калия, стабильность, воспроизводимость [117]. В табл. VII.7 приведены некоторые характеристики различных мембран, содержащих валиномицин. Селективность к К+ этих электродов по сравнению с селективностью к большинству ионов щелочных и щелочноземельных металлов [118] почти такая же (табл. VII.8), как у обычных электродов с жидкими мембранами (фильтр из милли-пора, пропитанный раствором валиномицина в дифениловом эфире) [119]. Для определения ионов щелочных металлов испытывали также электрод с мембраной из силиконового каучука, содержа-198 [c.198]

Методы определения коэффициента электродной селективности по данным э. д. с. элемента со стеклянным водородным электродом были предложены еще в 1937 г. Никольским и Толмачевой [69] и использованы с небольшими изменениями рядом авторов в применении к ионоселективным электродам [70, 71]. В основе различных методов определения коэффициентов электродной селективности лежит уравнение (I. 16а) для мембранного потенциала ионоселективного электрода, находящегося в смешанном растворе, которое запишем для двух однозарядных катионов [c.43]

Недавно Литеану и др. [558] провели анализ некоторых а-аминокислот (цистеина, аргинина, лейцина и гистидина) потенциометрическим титрованием раствором соли ртути(И) с Hg -селективным электродом. Мембрану электрода они получили прессованием смеси Agi и AgjS, взятых в молярном соотношении 3 1 [559]. Цистеин определяют в области концентраций 10 —10 моль/л. Даже при определении только 0,13 мкг/мл цистеина скачок потенциала в точке эквивалентности при ошибке 1% равен 80 мВ. Другие а-аминокислоты титруются при pH 4,6. Скачок потенциала в точке эквивалентности при ошибке 1% колеблется от 15 до 35 мВ, что существенно отличается от поведения цистеина. [c.192]

Описанный полевой транзистор можно трансформировать в ИСПТ, заменив металлический затвор ионоселективной мембраной. В этом случае величина f/ будет зависеть не только от i/n и потенциала электрода сравнения, но и от потенциала на границе раздела раствор/мембрана, С помощью мембран, потенциал которых зависит от концентрации ионов в растворе, ИСПТ приобретают химическую селективность, В ИСПТ применяют те же мембраны, которые разработаны для ИСЭ и описаны выше. Из неорганических материалов наилучшими х актеристиками обладают АЬОз и ТагОз, обеспечивающие наклон зависимости 7, от pH, равный 52-58 мВ/рН при времени срабатывания не более нескольких секунд, В настоящее время ИСПТ для измерения pH коммерчески доступны. Разработаны ИСПТ на основе бромида серебра, селективные к бромид-ионам, алюмосиликатного и боросиликатного [c.218]

Мембранный п отендиал Ей описывает поведение ион-селективного мембранного электрода (рис. 7.3-6). Для мембраны, вдеально селективной по отношению к огфеделеннсшу иону А, равновесный мембранный потенциал определяется соотношением активностей иона А в контактирующих растворах [c.398]

Показано, что перхлоратный ион-селективный электрод на жидком ионообменнике типа 92—81 (Орион) чувствителен также к роданиду и перренату, что позволяет проводить потенциометрическое титрование роданида растворами Ag+ и Hg + [47]. Описан поли-кристаллический мембранный электрод для определения роданида [48], представляющий собой смесь тонкоизмельченных порошков AgS и AgS N, спрессованных в виде диска. Аналитические характеристики электрода, полученного смешением AgS N с термопластическим полимером, изучены в работе [49]. Электрод чувствителен к серебру (I) и роданиду. В интервале концентраций 10 мкМ — 0,1 М при pH == 1 — 13 потенциал электрода изменяется на 59 мВ при увеличении концентрации ионов в 10 раз. В неводных растворах потенциал электрода изменяется в соответствии с уравнением Нернста в интервале концентраций 0,1 мкУИ — 0,1 М. [c.230]

Основная характеристика любого ион-селективного мембранного электрода — однозначная и воспроизводимая зависимость мембранного потенциала от активности химических компоненюв, относительно которых данный злектрод селективен. Кроме того, мембранный электрод должен иметь хорошую селективность и по возможности малое время отклика. Он должен быть долговечен, прост в употреблении, прочен и доступен. Желательно, хотя и не обязательно, чтобы кривая зависимости э. д. с. — логарифм активности описывалась уравнением Нернста. Можно также дать некоторые рекомендации относительно мембраны электрода. Мембрана гомогенных твердых электродов должна быть беспористой, механически прочной. Ее изготовляют либо из кристалла, либо получают прессованием порошка и плотао устанавливают в корпус электрода. Гомогенная мембрана должна быть практически нерастворима в воде чем меньше произведение растворимости материала мембраны, тем более он подходит для нее, особенно в отношении селективности. [c.32]

Для измерений в неводных растворителях пригодны также и гомогенные ион-селективные электроды. Речниц и Кенни [142, 143] исследовали поведение РЬ -селективного мембранного электрода (Орион 94-82) в метаноле, диметилсульфоксиде, 1,4-диоксане и ацетонитриле. Для того чтобы исключить при измерениях диффузионный потенциал на границе вода — неводный растворитель, который образуется при использовании электрода сравнения с водным электролитом, в качестве электрода сравнения был взят стеклянный катионообменный электрод (Бекман № 39047), т. е. измерения проводились методом дифференциальной потенциометрии. Твердая мембрана индикаторного электрода состоит из смеси PbS/Ag S. Электродная функция линейна и подчиняется уравнению Нернста в диапазоне концентраций РЬ от 10 до 10 г-ион/л в 20%-ном водном растворе метанола и примерно от 2-10 до 10 г-ион/л (с более крутым наклоном) в 50%-ном водном растворе метанола. Аналогичные результаты получены в смесях диметилсульфоксид — вода. [c.48]

Пунгор и др. [344] описали быстрый и точный потенциометрический метод определения тиоацетамида с -селективным мембранным индикаторным электродом (Раделкис ОР -S-711). Кошофрец [345] использовал в качестве индикаторного электрода Ag -селективный мембранный электрод, описанный в разд. 8.2.2. Аналогичные результаты получены и с другим Ag" -селективным электродом, мембрана которого содержала первичный дитизонат серебра, растворенный в четыреххлористом углероде [346]. Если титрование ведется водным раствором нитрата серебра, определение можно проводить в диапазоне концентраций 10 — 10 моль/л. На кривых титрования тиоацетамида (в водном растворе, в 0,1 или 1,0 н. NaOH или 0,01 М растворе аммиака) нитратом серебра наблюдается только один скачок потенциала, соответствующий стехиометрическому соотношению вступающих в реакцию веществ — тиоацетамида и нитрата серебра. [c.110]

Лленадо [436] исследовал поведение жидкой мембраны Са -селективного электрода (Орион 92-20) в растворе хлористого кальция, содержащем линейные алкилбензолсульфонаты (ЛАС) (анионные ПАВ) или хлорид диизобутилфеноксиэтоксиэтил(диметил)бензиламмония (гиа-мин, катионное ПАВ). Как оказалось, оба соединения мешают определению кальция, хотя механизм их взаимодействия с мембраной различен. Соединения первой группы влияют на электродный потенциал в результате того, что на мембране протекают две параллельные конкурирующие реакции между Са и ЛАС и Са " и активным ионообменным центром. Мешающее действие ЛАС можно снять, введя в мембранную фазу равновесное количество ЛАС. После такой обработки электрод перестает ощущать влияние ПАВ, что позволяет использовать кальциевый электрод для исследования процесса взаимодействия Са - ПАВ. [c.151]

В результате введения различных заместителей получен ряд новых препаратов пенициллина, не встречающихся в природе. Механизм действия недавно разработанных пенициллин-селективных электродов основан на реакции (16.1) [584, 585]. (3-Лактамаза пенициллина (пе-нициллиназа) иммобилизуется в тонкой мембране из полиакриламидного геля, отлитой по форме стеклянного рН-электрода и имеющей с ним хороший электрический контакт. При погружении электрода в водный раствор пенициллина (pH 6,4) иммобилизованный фермент гидролизует пенициллин с образованием соответствующей пеницил-лоиновой кислоты. Стеклянный электрод реагирует на ионы водорода, образовавшиеся при диссоциации кислоты, и, таким образом, потенциал электрода зависит от концентрации пенициллина в исследуемом растворе. [c.197]

Некоторые мембранные электроды из ионообменных смол обладают электродной функцией, зависящей от концентрации в растворе ионов СПАВ. Описаны ион-селективные электроды такого типа для лаурилсульфата натрия и цетилтриметиламмония. Прямолинейные участки кривой зависимости электродного потенциала от логарифма концентрации дают возможность определять СПАВ вплоть до критической концентрации мицеллообразовапия [37, 38]. В работе [39] описано определение органической серы в анионных СПАВ методом мокрого сжигания при 140—160° С со смесью азотной и хлорной кислот, с последующим определением образующейся серной кислоты осаждением в виде сульфата бария. [c.237]

НКЭ — насыщенный каломельный электрод) асимметрический потенциал возникает в результате различий селективностей двух мембран. Выражая селективность через числа переноса противоионов, автор совместно с Сиддики [53] показали, что э. д. с. такой составной мембранной системы описывается выражением [c.106]

Мембрану для твердого электрода, селективного к Си +, подобно Сс " -селективному электроду, можно изготовить, диспергируя сульфид меди в матрице Ag2S [4]. Исследование поверхности электрода под микроскопом после воздействия на нее окисляющих агентов [76] показало наличие раковин (углублений) на различных участках электрода. Как следствие этого, измеряемый потенциал был смешанный. Когда на поверхности электрода отмечались углубления, угловой коэффициент кривой Е — рСи, стабильность, скорость установления потенциала уменьшались. Алмазная полировка поверхности улучшала все электродные характеристики. Обнаружено также, что нормальная блестящая поверхность Си -электрода мутнеет после соприкосновения с растворами, содержащими СГ [77]. Полировка поверхности и в этом случае ликвидирует потускнение и способствует восстановлению электродных характеристик. Если используют не хлоридный электрод сравнения и в раствор не добавляют хлориды, то никакого помутнения поверхности не наблюдается. Если хлориды прибавляют в раствор, где уже есть ионы меди, вероятно, происходит связывание их в комплексы и влияние СГ на поведение электрода мало заметно. Росс [4] показал, что если в растворе присутствуют Си + и СГ, на поверхности мембраны из смеси сульфидов меди и серебра может проходить реакция [c.191]

Электроды, селективные к ионам свинца, получены также с мембранами из силиконового каучука, импрегнированного сульфидом свинца [108 ]. В этом случае электроды изготавливали тем же способом, что и Си-селектиБные электроды с силиконовыми мембранами, импрегнированными сульфидом меди, с твердым контактом, исключающим применение внутреннего раствора сравнения. Такие РЬ -селективные электроды могут быть использованы в области pH = 2,8- 7,0 при 10—70 °С, время установления их потенциала менее 2 мин. Обычные ионы лишь в незначительной степени нарушают нернстовскую функцию электрода в области концентраций 10-2—10- М (Sr = 29 мВ/p u). [c.197]

Скорость установления потенциала Са -селективного электрода с жидкой мембраной оценивали, измеряя время (/, ), необходимое для того, чтобы значение потенциала достигло 95% от равновесного (стациона жого) после быстрого изменения активности ионов в растворе [94. В чистых растворах кальция 2,25 с, а в присутствии мешающих ионов 5 = 4(Mg-"), 8,5 (Sr -+), 22,4(Ва -+) 2,3(№) 2,2 [(СНз),№] с. [c.236]

Корпус электрода фирмы Orion заполняли этим раствором, так что пористая перегородка пропитывалась им, служа собственно электродной мембраной. Электродную функцию изготовленного таким способом электрода изучали в ячейке для титрования, предложенной Ковингтоном и Тэйном [161] (см. рис. VIII.1, 3), в области концентраций 10 —10 " М Fe " в присутствии МОз> sor, СГ. Электрод применим только в растворах кислот, поскольку с любой буферной системой Fe образует комплексы. Селективность электрода характеризовалась значениями Кре-сс = = 2-10 и /Сре-сп = 3,5-10 . Электрод применяли для установления конечной точки титрования с осаждением или образованием комплекса. Так, при потенциометрическом титровании Fe с 8-оксихинолином отмечалось три скачка потенциала в соответствии с образованием комплексов Fe . [c.242]

Соль органического радикала — производное Л/ -этилбензо-тиазол-2,2 -азавиолена, на основе которой создан селектрод с твердой мембраной (см. гл. VII), применяли для изготовления электродов с жидкой мембраной в двух растворителях 1,2-дихлорбензоле и р,р -дихлордиэтиловом эфире [225]. Для обоих электродов кривая зависимости потенциала от активности имеет теоретическое значение углового коэффициента 59 мВ/рС107 в области концентраций от 1 до 10 М. Константы селективности электродов сопоставлены в табл. VII 1.21 с константами селективности электродов с твердыми мембранами [226]. Наибольшее влияние на потенциал оказывают ионы Г и В 7, наименьшее — ОН электрод может работать при pH от 1 до 12. [c.258]

Во всех теориях мембранного потенциала, рассмотренных в гл. III, предполагалось, что существует один тип ионообменных групп либо слабокислотные и слабоосновные, либо сильнокислотные и сильноосновные. Однако возможно, по крайней мере для стекол, существование групп смешанного типа, т. е. сильно- и слабокислотных анионных групп. Альтуг и Хэйр [58 ], изучая ионообменные свойства пористых стекол методом кислотно-основного титрования, показали, что в поверхности стекла существует два типа ионообменных групп, отличающихся по силе кислотности. Значение рКц более сильнокислотной группы составляло 5,1, а слабокислотной —около 7. Общая равновесная селективность стекол уменьшается в ряду К > Na" > ЬГ при обменной емкости 0,07 мэкв на 1 г стекла. В теоретическом обзоре гл. III, относящемся к мембранным потенциалам, которые возникают при погружении стекла в раствор, эта гетерогенность мембраны, обусловленная либо различием в природе узлов, либо степенью связанности в них ионов, не рассмотрена. Эта проблема подробно обсуждена в работах русских исследователей [59]. Зависимость потенциала стеклянного электрода от активности ионов в растворе при условии существования в стекле двух типов ионогенных групп, описывается уравнением вида / т [c.287]

Однако Михаэлис впервые обратил внимание на зависимость мембранного потенциала от различия в подвижностях ионов в пористой мембране. Шульц еще в 1953 г. [9] упоминал о необходимости учета подвижностей в выражении константы селективности стеклянного электрода. В более четкой форме этот вопрос рассмотрен [23] для любой ионопроводящей мембраны с учетом явлений, происходящих на границе равновесных фаз и внутри мембраны. Используя уравнение Скэтчарда для частного случая проницаемости мембраны только для катионов + + /в=1) и переноса электричества только свободными ионами, авторы [23] проинтегрировали уравнение Скэтчарда в предположении, что коэффициенты активности ионов и их подвижности постоянны по всей мембране [см. уравнение (1.16)]. Полученное уравнение подробно исследовано экспериментально для мембран из ионообменных смол с учетом кинетического фактора, т. е. нв/ма. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология