• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема 23. Іонометрія

-Методивимірюваннянаосновііоноселективнихелектродів

(ІСЕ)

Розвиток іонометрії, який почався понад 10 років тому,

привів до створення нового виду електродних сенсорів -

іоноселективних електродів (ICE). І якщо початковий етап

розвитку іонометрії був пов’язаний з інтенсивним пошуком

нових електродних матеріалів і нових конструкцій, то згодом

основна увага приділялась глибокому вивченню іонної

селективності, механізму електродних реакцій, розширенню

практичного використання іонних сенсорів, особливо в

клінічній практиці та при дослідженні довкілля.

Поява нових аналітичних методів, заснованих на

використанні ICE, пояснюється широкими можливостями цих

сенсорів при дослідженні активності іонів натрія, калія, кальція,

фторид-, хлорид-, нітрат- та сульфідіонів. ICE можуть

використовуватися при дослідженні органічних сполук, таких,

як амигдалін, холестерин, сечовина та ін., а також при

визначенні концентрації розчинних газів, наприклад, аміаку,

оксидів азоту, діоксиду вуглецю.

Іонометрія відрізняється від інших методів фізико-хімічних

досліджень відносною простотою, а завдяки портативним

варіантам ICE та спеціальній іонометричній апаратурі

дослідження можна проводити не лише в лабораторних умовах,

але і на підприємствах, в клініках, зокрема для

післяопераційного контролю pH, pNa, рК - показників крові.

Отже, використання ICE у різних галузях діяльності стає

дедалі вагомішим. Нажаль, в Україні такі прилади не

випускаються, хоча для цього є відповідна науково-теоретична

база, створена відомим вченим Б.П. Нікольським.

Оскільки основними вимірювальними елементами в

іонометрії є іоноселективні електроди, зупинимось на їх

сучасному стані та можливостях використання в іонометрії.

-ПринципдіїІСЕ,принциповаелектричнасхемаіонометра

Іоноселективний

електрод

-

це

електрохімічний

перетворювач, призначений для потенціометричного визначення

активності певних іонів, здебільшого у водних розчинах, а в

окремих випадках і у неводних середовищах (в останньому

випадку є необхідність введення так званого індеферентного

електроліта).

Типова електродна система іонометра складається з

вимірювального ICE та електрода порівняння (рис. 23.1).

Рис. 23.1. Типова електродна система іонометра

Вимірювальний іоноселективний електрод - це гальванічний

перетворювач (напівелемент), що складається з іоноселективної

мембрани 1, внутрішнього контактного розчину 2 (або твердого

контакту - повністю твердофазна конструкція) та внутрішнього

вимірювального електрода 3. Другий напівелемент утворений

зовнішнім електродом порівняння 4, що занурений в

стандартний електроліт (сольовий місток) 5, який контактує з

досліджуваним розчином через діафрагму 6.

ICE можна

класифікувати згідно

з природою

електродноактивного матеріалу мембрани на такі типи:

-

електроди з твердою мембраною, для виготовлення

яких використовуються кристалічні матеріали;

-

скляні мембранні електроди, виготовлені з літієвого,

алюмосилікатного або багатокомпонентного скла;

-

електроди на основі рідких іоннообмінників, мембрана

яких складається з незмішуваної з водою органічної фази; вона

містить рухомі іони або іонні сполуки (основи, солі, гідрофобні

кислоти);

-

електроди з рідкими мембранами на основі

нейтральних носіїв; мембрана є електронейтральним розчином

специфічних комплексоутворюючих реагентів (іонофорів), які

утворюються в інертній полімерній матриці;

-

іоноселективні польові транзистори, які є гібридними

пристроями, що містять іоноселективний електрод і польовий

транзистор на основі системи метал-оксид металу (МОПТ).

Значний успіх використання транзисторного ICE дає поштовх

у напрямку розвитку дешевої технології і ставить нові й цікаві

запитання перед теорією ICE, яка ще далеко не закінчила свій

розвиток.

Часткові потенціали електродної системи з іоноселективним

мембранним вимірювальним електродом можна подати так:

Очевидно, що ЕРС електродної системи

( ) + E_j+ E_M. (23.1)

E = E₁+ E₂+ E₃

Існування так званого потенціалу рідинного стану

E_j

приводить до певного зміщення електродної функції

іоноселективної мембрани. У практиці іонометрії вибирають

таку комбінацію електродів, для якої E_j= 0 . Тоді

(

E = E₁+ E₂+ E₃

) + E_M= E₀+ E

M

. (23.2)

Типові криві потенціал-концентрація для іоноселективних

вимірювальних кіл наведені на рис. 23.2. Очевидно, що нижня

границя вимірюваних концентрацій обмежена лінійною

ділянкою електродної функції.

Рис. 23.2. Калібрувальні графіки для: 1 - натрій-; 2 - калій-; 3 - хлорид-;

4 - фторидселективних електродів американської фірми "Orion"

В принципі іонометри повністю аналогічні рН-метрам з

високою роздільною здатністю. Прилади для вимірювань рН чи

то з аналоговою чи цифровою індикацією з ціною поділки 1

мВ/под з однаковим успіхом можуть бути використані і як в рН-

метрах і як в іонометрах при наявності градуювальних діаграм,

які складаються, з використанням розчинів з відомою

концентрацією відповідних іонів.

Переглядів: 1071