Мембрана ионоселективная

Рис. 5.16. Ионоселективный электрод с жидкой мембраной 1 — внутренний электрод сравнения 2 — внутренний раствор 3 — резервуар с ионообменным раствором 4 — корпус электрода 5 — мембрана из пористого материала, пропитанного ионообменным раствором

Ионоселективные микроэлектроды находят применение главным образом для измерения активности ионов в отдельных клетках и биологических тканях. Их изготавливают на основе микропипеток с помощью вытягивающих устройств. Чаще всего применяют следующие ионоселективные микроэлектроды стеклянные - для измерения pH и определения ионов натрия в межклеточной жидкости, твердые мембранные (для определения хлорид-ионов) и жидкостные мембранные - для определения ионов калия, хлора и кальция. Среди них наибольшее распространение получили стеклянные микроэлектроды. Применяются два типа стеклянных микроэлектродов копьевидной формы и с заглубленным кончиком. В первом случае микроэлектрод вытягивают из капилляра ионообменного стекла, изолируют с внешней стороны и вставляют в микропипетку из неактивного стекла. Роль мембраны выполняет копьевидный кончик микроэлектрода. В микроэлектроде другой конструкции внешнюю микропипетку выдвигают относительно кончика микроэлектрода и прочно скрепляют с последним таким образом, чтобы контакт мембраны с раствором осуществлялся в пространстве между капиллярами. [c.220]

Расширяющейся областью применения потенциометрических сенсоров стал газовый анализ. Газовые сенсоры, сочетающие селективные газопроницаемые мембраны с ионоселективными электродами, играют важную роль в мониторинге токсичных газов типа SO2, H2S, NH3. Более подробно эти сенсоры рассмотрены в разделе [c.556]

Ионоселективные электроды - это сенсоры (чувствительные элементы, датчики), потенциал которых линейно зависит от логарифма активности определяемого иона в растворе. Важнейшей частью большинства таких электродов является полупроницаемая мембрана, отделяющая внутреннюю часть электрода (внутренний раствор) от анализируемого и обладающая способностью пропускать преимущественно только ионы одного вида. Исторически первым ионоселективным электродом был стеклянный электрод, разработанный Габером и Клемансевичем в начале XX века. Наряду со стеклянным электродом к датчикам на основе полупроницаемых мембран, обладающим повышенной избирательностью по отношению к ионам определенного типа, относятся и другие ионоселективные электроды. Среди них различают первичные ионоселективные электроды - электроды с жесткой матрицей (стеклянные) и электроды с кристаллическими мембранами электроды с под- [c.173]

Как было показано за последние пятнадцать лет, мембраны ионоселективных электродов в определенных условиях действительно обладают высокой специфичностью. В настоящей книге ионоселективный электрод определяется как электрохимический датчик на основе мембраны, потенциал которой служит мерой активности определяемого иона. Мембраны ионоселективных электродов представляют собой растворы электролитов либо твердые или стекловидные электролиты, обычно обладающие незначительной электронной проводимостью в условиях их эксплуатации. Предпринимались попытки включить в понятие ионоселективные электроды все типы потенциометрических датчиков. Мы считаем такое расширение понятия излишним, поскольку данное выше определение относится к конкретному типу потенциометрических сенсоров и, кроме того, является общепризнанным. [c.75]

Применяемые в данной работе ионоселективные электроды (ИСЭ) имеют пленочные (К , a , NOj) и поликристалличе-ские (СГ) мембраны. Полимерной матрицей для всех пленочных электродов служит поливинилхлорид. [c.587]

Рассмотренными типами цепей не исчерпывается все многообразие электрохимических систем. Так, ионоселективные электроды представляют собой особый случай электрохимических цепей, включающих в себя мембраны (гп) [c.207]

Основные положения теории ионоселективных электродов. Независимо от типа мембраны поведение ионоселективных электродов подчинено одним и тем же общим закономерностям, так как во всех случаях, несмотря на различие механизмов, происходит перенос ионов через границу раздела фаз и внутри мембраны. Если мембрана помещена между двумя растворами, то через нее возможно перемещение ионов только определенного типа в направлении к раствору с меньшей активностью (концентрацией) этих ионов. На поверхности мембраны возникает потенциал, препятствующий дальнейшему перемещению ионов, и в конечном счете устанавливается динамическое равновесие. [c.41]

Ионометрия основана на применении ионоселективных мембранных электродов, функционирующих по механизму переноса ионов, т.е. обладающих ионной проводимостью. Поскольку мембрана проницаема для одного или ограниченного типа ионов, то это ее свойство обеспечивает достаточно высокую селективность электрода. С другой стороны, принципиально можно создать мембранный электрод иа подходящего материала, функционирующий обратимо относительно любого типа ионов. Ионоселе - [c.38]

Классификация ионоселективных электродов по типу мембраны предложена ИЮПАК (ШРАС— Международный Союз чистой и прикладной химии) в 1975 г. [c.529]

Тип преобразователя определяется особенностью реакции, протекающей на электроде. Невозможно найти универсальный преобразователь на все возможные вещества. В технологии электрохимических сенсоров используются преобразователи различных типов потенциометрические, амперометрические, кулонометрические, кондуктометрические, полупроводниковые на основе оксидов металлов, ионоселективные полевые транзисторы и др. Для повышения избирательности на входном устройстве сенсора (перед чувствительным слоем) могут размещаться мембраны, селективно пропускающие частицы определенного заряда или размера. [c.552]

Мембраны, изменяющие л,-, называются электрохимически активными или ионоселективными. Тогда, когда в переносе участвуют только противоионы (п, = 1, подвижные ионы другого знака отсутствуют), говорят об идеальной электрохимической активности (или селективности) мембран. [c.216]

Жидкостные мембраны. В электродах с жидкостной мембраной пористая перегородка, пропитанная неводной фазой, разделяет две водные фазы - исследуемый раствор и внутренний раствор электрода. При этом неводная фаза содержит гидрофобные ионы (активные центры ионообменника), присутствие которых определяет ионоселективную функцию электрода, и противоположно заряженные определяемые ионы (противоионы). Поведение такой мембраны определяется коэффициентом распределения соли ионообменника с определяемым ионом между водным раствором и несмешивающимся с водой растворителем, образованием ионных пар в фазе мембраны и степенью проницаемости мембраны по отношению к посторонним ионам. [c.177]

Если произведение активностей ионов и СГ в анализируемом растворе превышает данную величину, то сульфид серебра на поверхности мембраны превратится в хлорид серебра, что приведет к изменению электродной функции от медной к хлоридной. Электрод можно вернуть в первоначальное состояние, выдержав его в растворе с высокой концентрацией аммиака, который удаляет хлорид серебра из загрязненного медного ионоселективного электрода. [c.199]

Функциональной частью ионоселективных электродов является пористая мембрана, проницаемая только для ионов данного вида. Работа таких электродов основана на ионообменных процессах, протекающих на границе мембраны с анализируемым раствором. [c.272]

В ионоселективных электродах применяют мембраны, способные к обмену только с определенными типами ионов из раствора. Первые электроды этого типа были подобны стеклянному электроду — в них использовали стекла специального состава, в которых некоторые катионы связаны лабильно и мОгут замещаться подходящими ионами из раствора. На этом принципе созданы ионоселективные электроды, потенциалы которых зависят от концентрации определенного вида ионов, таких, как Li+, Na+, К , РЬ+, s+, Ag+, Т1+ и др. Наиболее широкое применение среди этих электродов нашли те, которые чувствительны к ионам Na+, Li+ и Ag+. [c.342]

Мембраны ионоселективных электродов обладают большой специфичностью по отношению к определенному виду ионов возникающий прн этом потенциал составляет значительную часть э.д.с. соответствующей электрохимической снстемы. Если ионоселективный электрод сочетать с ферментом, сг[особным избирательно катализировать одну определенную реакцию, протекающую с участием ионов, по отношению к которым обратим этот электрод, то по изменению потенциала электрода можно следить за ходом реакции. Ионоселективные электроды применяются при изучении либо естественных, либо моделирующих их искусственных биологических мембран, что составляет одну из задач науки биоэлектрохимии, родившейся на стыке электрохимии и биологии. [c.207]

Мембрана ионоселективного электрода (рис. 69) проницаема только для определенного вида ионов. Поэтому при диффузии через нее возникает электродный потенциал, устанавливается электрохимическое равновесие, препятствующее дальнейшему проникновению ионов во внутренний раствор. Но равновесный потенциал ионоселективного электрода зав11сит от активности определяемого йона в растворе. Поэтому достаточно измерить потенциал ионоселективного электрода (с помощью хлорсеребряного электрода сравнения), чтобы найти активность (рХ) иона в растворе. [c.404]

В ионометрии для характеристики свойств электродных материалов широко используют коэффициент селективности К — (где /(// — константа обмена ионов, ы//ы/— отношение подвижностей конкурирующих ионов в поверхностных слоях мембраны ионоселективного электрода). В оксредметрии при наличии неравновесных процессов в растворе или на электроде такой подход для характеристики индифферентных электродов не используется, но представляется нам весьма целесообразным [74, 75]. Чтобы иметь возможность сопоставить факторы, определяющие селективность индикаторных электродов для ионометрических и оксредметрических измерений, воспользуемся [c.57]

При использовании маскирующих веществ, как правило, сначала выясняют их влияние на потенциал индикаторного ионоселективного электрода, затем исследуют возможные реакции комплексообразователей с электродно-активными веществами мембраны и добавками, входящими в состав мембраны ионоселективного электрода. Одним из примеров такого исследования может быть выяснение механизма влияния на потенциал Си-селективного электрода на основе uj Se, AgjSe — uzSe [c.65]

Другим электродом, получивщим щирокое распространение, является сульфидсеребряный электрод, который относится к электродам второго рода. При температуре ниже 176 °С сульфид серебра существует в стабильной форме и обладает ионной проводимостью. В этом соединении способность к миграции имеет только ион серебра. В качестве мембраны можно использовать монокристаллы Ag2S или спрессованный поликристаллический сульфид серебра. Чрезвычайно малая растворимость последнего и хорошая устойчивость по отношению к окислителям и восстановителям, а также простота приготовления поликристаллических мембран сделали сульфид серебра идеальным материалом для создания ионоселективных электродов. Сульфидсеребряный электрод применяют для определения как ионов серебра, так и сульфид-ионов, поскольку эти ионы связаны между собой произведением растворимости А 28. Так как мембрана обладает плотной и непористой поверхностью, то реакция электрода на изменение активности сульфидных ионов в растворе очень быстрая. [c.195]

Классификации ионоселективных электродов. Мембранные ио-носелективные электроды можно классифицировать по различным признакам по агрегатному состоянию, по типам активного компонента мембраны и т.д. Различают твердые и жидкие мембраны. В свою очередь твердые мембранные электроды могут быть гомогенными и гетерогенными. [c.39]

Ионометрия основана на применении ионоселективных мембранных электродов, функционирующих по механизму переноса ионов, т. е. обладающих ионной проводимостью. Поскольку мембрана проницаема для одного или нескольких видов ионов, то это свойство обесие- [c.104]

Фторидный электрод имеет форму цилиндра и состоит из корпуса, ионоселективной мембраны и внутреннего контактного хлорсеребряного электрода. Внутренняя полость электрода заполнена 10 М по ЫаР и N301 раствором, в который погружен хлорсеребряный электрод, со штеккером для подключения к измерительному прибору. [c.121]

Уравнение Никольского (IX. 89) более общего вида позволяет учесть вклад конкурирующих ионов в межфазный потенциал ионоселективная мембрана — раствор. Для анионоселективного электрода потенциал мембраны, селективной в отнощении аниона сорта г в растворе, содержащем посторонний анион сорта /, выражается следующим образом (при 25 °С, для однозарядных анионов) [c.808]

МЕМБРАНЫ ИОНООБМЕННЫЕ (ионоселективные, ионопроводящие, ионитовые мембраны), пленки или пластины, изготовленные из ионообменных полимеров или композиций на их основе. При необходимости М. и. упрочняют (армируют) синтетич. тканями, сетками и неткаными материалами. Товарные мембраны м. б. воздушноч ухими н набухшими в спец. р-рах-консервантах (иапр., р-ры глицерина в воде). [c.31]

Среди этнх методов различают прямую П. и потенциометрич. титрование. Прямая П. применяется для непосредств. определения а ионов (напр., Ag" в р-ре AgNOj) по значению Е соответствующего индикаторного электрода (напр., серебряного) при этом электродный процесс должен быть обратимым. Исторически первыми методами прямой П. были способы определения водородного показателя pH (см. -рП-Метрия). Появление мембранных ионоселективных электродов привело к возникновению ионометрии (рХ-мет-рии), где рХ = — Ig Дх, активность компонента X электрохим. р-ции. Иногда рН-метрию рассматривают как частный случай ионометрии. Градуировка шкал приборов потенциометров по значениям рХ затруднена из-за отсутствия соответствующих стандартов. Поэтому при использовании ионосейективных электродов активности (концентрации) ионов определяют, как правило, с помощью градуировочного графика или методом добавок. Применение таких электродов в неводных р-рах ограничено из-за неустойчивости их корпуса и мембраны к действию орг. растворителей. [c.82]

Кристаллические мембраны обладают высокой селективностью. Перенос заряда в кристалле происходит за счет дефекта решетки в соответствии с механизмом, нри котором вакансии занимают соседние ионы. Вакансия идеально соответствует онределенному иону в отношении размера, формы и рас-иределения заряда, поэтому занятие ее благоприятно только для определенных ионов. Специфичность кристаллического электрода зависит от произведения растворимости соли, образующей кристалл. Схема ионоселективного электрода иредставлена на рис. 37. [c.95]

Изготавливаемые промышленным способом электроды с кристаллическими мембранами сконструированы таким образом, что с исследуемым раствором соприкасается только одна сторона мембраны (рис. 6.4). Как правило, мембрана закрывает конец пластмассовой трубки, в которую залит внутренний раствор и помещен подходящий вспомогательный электрод (каломельный, хлоридсеребряный и т.п.). Внутренний раствор и внутренний электрод сравнения в ходе всех измерений остаются неизменными. Выражение для э. д. с. элемента, который составлен из интересующего нас раствора, пофуженного в него ионоселективного электрода и внешнего электрода сравнения, включает слагаемое, зависящее от активности определяемого иона, и константу [c.191]

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]

Если гфодукты электролиза у одного электрода или реагенты, направляющиеся к этому электроду, должны быть отделены от реагентов или продуктов у другого электрода, ионоселективные мембраны в некоторых случаях могут оказаться более пригодными, чем пористые разделительные материалы. Так, ионообменные мембраны были использованы в качестве сепараторов в процессе гидродиме-ризации акрилонитрила до адипонитрила /26/. [c.27]

Ионообменные мембраны обычно применяются в непрерывных процессах. Их основное свойство - селективная проницаемость -проявляется в способности пропускать определенные ионные компоненты раствора и препятствовать переносу через мембрану других ионных компонентов. Это свойство бопее важно, чем способность мембран к обмену, поэтому эти мембраны часто нааьшаются селективными или ионоселективными. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология