Іоноселективні електроди

МИНИСТЕРСТОВО СПІЛЬНОГО І ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО.

ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ.

ВОРОНЕЗЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Хімічний факультет кафедра фізичної химии.

РЕФЕРАТ.

Ионоселективные электроды.

выполнил:

студент 2 курса.

4 группы.

Юденко Валерий.

проверил:

Введенський Олександр Викторович.

Воронеж 2000.

Содержание Введение 3 Історія створення ионоселективных електродів 4 Ионоселективные електроди 4.

Електроди з твердими мембранами 4.

Лантанфторидный електрод 4.

Сульфидсеребряные електроди 5.

Галогенсеребряные та інших електроди з урахуванням срібла 6.

Електроди з урахуванням сульфидов деяких двузарядных металів 7.

Скляні електроди 7.

Електроди з рідкими мембранами 8.

Електроди з урахуванням рідких катионитов 9.

Електроди з урахуванням рідких анионитов 9.

Нітрат — селективний електрод 10.

Газові електроди 11.

Энзимные електроди 12 Укладання 13 Література 14.

Для визначення складу і властивостей різноманітних сполук і розчинів використовуються хімічні, фізичні і фізико-хімічні методи аналізу. У окремих випадках виникає потреба визначати концентрацію різних іонів в розчині. Метою згаданої роботи є підставою розгляд ионоселективных електродів: їхню розмаїтість, виготовлення, принцип дії, сферу застосування даних електродів, і навіть більш докладний розгляд властивостей мембранного електрода, його особенности.

Історія ионоселективных электродов.

Ионометрия нині є досить широкий область науку й техніки і відіграє немало значної ролі в аналітичної хімії. Основне завдання ионометрии — вивчення й розробка різноманітних ионоселективных электродов.

Історія розвитку мембранних електродів пов’язані з дослідженнями фізіологічних процесів. У ХIХ століття фізіологи виявили виникнення між окремими частинками організмів різниці електричних потенціалів. Для розуміючи дії складних біологічних мембран хіміками в кінці ХIХ було створено найпростіші моделі мембран.

У 1890 року Оствальд скористався поняттям напівпроникної мембрани до створення моделі біологічної мембрани і показав, що значення різниці потенціалів у такому мембрані вважатимуться граничним у разі жидкостного потенціалу, коли рухливість однієї з іонів дорівнює нулю.

На початку двадцятого століття було виявлено здатність скляній мембрани реагувати зміну концентрації іонів водню. Перші основні дослідження потенціалів скляних мембран проведено Кремером і Габером. Ними ж вже створені і перші прототипи скляних та інших електродів з твердими і рідкими мембранами.

Перші скляні електроди для практичного виміру рН в розчинах було запропоновано в 20-х роках Юзом, Долом і Мак-Иннесом, Никольским і Шульцем. У 50-і роки з’явилися скляні електроди з функціями іонів лужних металів, з яких найбільше практичне значення має тут натрієвий скляний электрод.

Рідкі мембрани, містять розчинений ионит, вперше вивчали Соллнер і Шин. Проте в цих мембран була відсутня достатня селективність стосовно якогось певного йону. [2].

Ионоселективные электроды.

Ионоселективным електродом називається індикаторний чи вимірювальний електрод з відносно високої специфічністю до окремому йону чи типу ионов.

Ионселективные електроди мають такі гідності: де вони надають на досліджуваний розчин; портативны; придатні як прямих визначень, і у ролі індикаторів в титриметрии. [3].

Залежно від типу мембрани ионселективные електроди можна розділити ми такі групи:. тверді електроди — гомогенні, гетерогенні, з урахуванням іонообмінних смол, шибок, опадів, моноі полікристалів;. рідинні електроди з урахуванням рідких ионитов хелатов — нейтральні переносники, біологічно активних речовин;. газові і энзимные электроды.

Електроди з твердими мембранами.

Мембрани цього виду електродів є моночи полікристали труднорастворимых у питній воді солей. У цих мембранах зазвичай один з цих двох складових сіль іонів здатний під впливом електричного поля переміщатися в кристалічній решітці з її дефектів. Прикладами можуть служити мембрани з солей галогенидов срібла, які мають іонній провідністю, здійснюваної іонами срібла. Поведінка цих мембран, в найпростіших випадках, ідентично поведінці відповідних електродів другого роду (хлорсеребряного і каломельного). Тонка платівка з монокристала, наприклад, хлориду срібла, то, можливо мембраною електрода, оборотного по відношення до йону Cl-, який закріплений кристалічній решітці. У той самий час такий електрод має і катионной Ag±функцией з допомогою сталості твори розчинності ПРAgCl.

Кристалічні мембрани відрізняються дуже високою селективностью, перевищує селективність рідинних електродів (з ионообменными речовинами) кілька порядків. Це з тим, що селективність у твердих кристалічних мембранних електродів досягається з допомогою вакансионного механізму перенесення заряду, у якому вакансії заповнюються лише певним рухомим іоном (Ag+), оскільки форма, розмір, розподіл заряду вакансії відповідають тільки певному рухливому іону. До електродах з твердої мембраною ставляться: лантанфторидный електрод, сульфидсеребряные електроди, галогенсеребряные електроди, електроди з урахуванням сульфидов (халькогенидов) деяких двузарядных іонів металів, скляні электроды.

Найбільш досконалою і высокоселективным електродом визначення Fіонів є монокристаллический лантанфторидный електрод. Це електрода F—функция зберігається до концентрації іонів F- ~ 10−5—10−7 М, тобто. значно меншою, ніж розрахована з літературних даних про розчинності фторида лантана. Це властиво й іншим електродах на основі моноі полікристалів. Потенціал LaF3-электрода підпорядковується рівнянню Нернста в інтервалі концентрацій 100−10−6 М. Селективність LaF3- електрода у присутності багатьох інших аніонів то, можливо охарактеризована можливістю визначення активності іонів Fза більш ніж 1000-кратных избытках галоген-ионов, NO3- PO43-, HCO3- та інших аніонів. Істотно заважають визначенню аFлише катиони, дають комплекси з фторидами (Al3+, Fe3+, Ce4+, Li+, Th4+) і аніони OH-. Як багато і будь-кого електрода, поверхню лантанфторидного електрода може змінюватися внаслідок реакцій з речовин досліджуваного розчину. Наприклад, в розчинах, містять карбоксильные кислоти поверхню електрода і, потенціал змінюються, з допомогою освіти змішаних солей фторида і аниона карбоксильных кислот (поверхню можна повернути до початкового стану, після выдерживания електрода в буферном і чистому розчинах фторида натрію). Потенціал в концентрованих розчинах встановлюється менш як по 0,5 з, а при низьких концентраціях — до 3 хв. Стабільність потенціалу F—электрода достатня для тривалої роботи без періодичних калибровок (зміна потенціалу приблизно ±2 мВ на тиждень). Застосовують лантанфторидный електрод визначення творів розчинності, визначення іонів Fу різних рідких середовищах i твердих речовинах, для аналізу біологічних матеріалів, стічних вод мовби, мінеральних добрив, фармацевтичних средств.

Сульфидсеребряные електроди — цей вид електродів є універсальним, з одного боку Ag2S є основою однієї з перших гомогенних кристалічних електродів із високим вибірковістю по відношення до ионам Ag+ і S2-, з іншого боку — Ag2S виявився чудовою інертної матрицею для кристалічних галогенидов срібла і багатьох сульфидов двузарядных металів. Ag2S-электрод в розчинах AgNO3 має повної Ag±функцией в інтервалі концентрацій 100−10−7 М Ag+. Нижній концентрований межа обумовлений нестабільністю розчинів при концентрації нижче 10−7 М Ag+. Проте ще можна виміряти дуже низькі концентрації вільних іонів Ag+ у присутності комплексообразователей, які створюють буферність розчину щодо вимірюваного іона. S2— функція експериментально виконується в інтервалі від 10−2 до 10−7 М в сильнощелочных сульфідних розчинах. На потенціал аналізованого електрода впливають Hg2+ і CNіони. Вплив іонів CNзумовлено реакцией:

6CN- + Ag2S = S2- + 2Ag (CN)32- У звичайному конструкції ионселективного електрода з твердої мембранної внутрішня поверхню мембрани контактує зі стандартним розчином електроліту, куди занурений допоміжний електрод, створює зворотній перехід від іонній провідності в электролите до електронної провідності в металевому провіднику. Проте зручніше внутрішній контакт створювати з допомогою твердих речовин (графіт, метали) — такі електроди називаються твердофазными.

Галогенсеребряные та інших електроди з урахуванням срібла — визначення концентрації галоген-ионов використовують електроди з урахуванням солей срібла (гомогенні електроди з твердими мембранами чи монокристалами, принципово немає від про гетерогенних, мембрани яких містять таку ж труднорастворимые солі, впроваджені в пластичну матрицю). У цих електрода використовують суміші твердих електролітів AgХ (Х-Cl, Br, I) з Ag2S. При виготовленні AgХAg2Sелектродів AgХ як тонкого порошку диспергирует в Ag2S. Останній через значно меншою розчинності (ніж в галогенидов срібла) виконує роль хімічно інертної матриці. Ag2S належить до напівпровідників нестехиометрического складу, які мають електричні характеристики залежить від умов для отримання зразка та її чистоти. Ці особливості Ag2S позначаються електропровідності мембран. Провідність в AgХ-мембранах здійснюється іонами Ag+ по дырочному механізму Френкеля. Мембранная фаза має постійний склад, і дифузний потенціал всередині мембрани дорівнює нулю. Потенціал галоген срібних електродів підпорядковується рівнянню Нернста. Існує 3 типу AgХелектродів: перший — основу становить суміш AgХ і Ag2S, такий склад усуває недоліки AgBrі AgClелектродів і дозволяє їм отримати AgI-электрод, т.к. мембрани з чистої иодида срібла не стійкі і легко тріскають (це викликано тим, що твердий йодид срібла залежно від температури і тиску може перебуває у різних модифікаціях); другий — основу мембрани становить суміш монокристалів Cl і AgBr. Для AgI-электродов застосовують суміш полікристалічних AgI і Ag2S; третій — основу мембрани становлять опади галогенидов срібла, впроваджені в силіконовий каучук. Якість мембран залежить від природи й кількості осаду, введеного в мембрану, і південь від способу освіти мембранної поверхні. З AgCl-электродом можна визначати іони Clв інтервалі концентрацій 10−5- 6 М. Для AgI-электродов нернстовская залежність потенціалу спостерігається до 10−6 М I-. Потенціометричне визначення з галогенсеребряным електродом ускладнюється присутністю в досліджуваному розчині сульфіду, тиосульфата і цианата чи відновлювачів. Крім галогенсеребряных електродів використовують і ионселективные CNі SCN- - електроди. AgCl-электрод використовують із визначення Clіонів в молоці, мінеральних фосфатах, фармацевтичному виробництві, під час аналізу гідроокису калію, рівноважних смесей.

Електроди з урахуванням сульфидов (халькогенидов) деяких двузарядных іонів металів — мембрани при цьому виду електродів отримують з сумішей сульфіду срібла і сульфіду (халькогенида) відповідного металу. Найбільше значення для практики мають: мідний, свинцевий і кадмиевый электроды.

Мідь — селективний електрод — електрод з твердої мембраною зворотній до ионам Cu2+, вперше отриманий Россом. Електрод створено з урахуванням сульфидов міді срібла. Іони Cl- (і Br-) впливають на потенціал електрода через реакції, яка може протікати лежить на поверхні мембраны:

Ag2S + Cu2+ + 2Cl- = 2AgCl + CuS Зворотній до ионам Cu2+ електрод може бути виготовлений і з нижчого окисла міді Cu2S. Тверді Cu2±электроды застосовні вивчення систем, містять окислювачі і відновники. Крім кристалічного з урахуванням Ag2S-CuS отримані дві інші електрода: сам із мембраною з CuS, упровадженого в мідний порошок, а з мембраною Cu2S — упровадженого в силіконовий каучук. Мідь — селективний електрод працює у інтервалі концентрацій — від насичених до 10−8 М. Інтервал рН у якому можуть функціонувати електроди лежать у області 2−8 і від концентрації Cu2+ ионов.

Свинець — селективний електрод — поликристаллическая мембрана свинцевого електрода отримана з суміші PbS і Ag2S шляхом пресування. Концентраційний інтервал характерний даного електрода — 100−10−7 М. Високий вміст іонів Cd2+ і Fe3+ призводить до порушення Pb2±функции електрода. Халькогенидные електроди мало придатні у прямих вимірах, але їх використовують при потенциометрическом титровании свинцю. Іонами, впливають на потенціал свинцевого сульфидного (халькогенидного) електрода гомогенного і гетерогенно типу, є Ag+, Hg2+, Cu2+, Fe3+, S2-, I-. Pb2±электрод уживають на означення SO42- іонів. [2] Крім потенциометрического титрування сульфатів Pb2±электрод можна використовувати визначення іонів C2O42-, CrO42-, Fe (CN)64-, WO42-. Pb2±электрод використовують при визначення свинцю у морській воді, а також у газах, крови.

Кадмій — селективний електрод — електрод з твердої мембраною, селективний стосовно ионам Cd2+, отримують пресуванням суміші CdS і Ag2S. Діапазон визначення іонів Cd2+ - 100−105 М Cd2+. Кадмиевый електрод має обмежену область рН, де він працює як суворо зворотній до ионам Cd2+. У лужних розчинах обмеження функції електрода пов’язані з освітою гідроокису кадмію. Cd2±электроды використовують при потенциометрическом титровании й у визначення сульфидов в рідинах паперового производства.

Скляні електроди — найпоширеніші електроди. З допомогою цього виду електродів визначають рН розчинів. Існують скляні електроди що дозволяють визначити концентрацію іонів Na+, K+. У основі теорії скляного електрода лежить уявлення у тому, що скло — це ионообменник, котрі можуть розпочинати ионообменное взаємодію Космосу з розчином. Скло у своїй сприймається як твердий електроліт. Скло, що складається з окислів натрію, кальцію, кремнію, має різко вираженим специфічним спорідненістю до ионам М+. У результаті при поєднанні з водними розчинами в поверхневому шарі шибок утворюється шар, у якому іони Na+ виявляються майже зовсім замещенными на іони М+. Тому мембранний електрод, виготовлений із такого скла, має Н±функцией. Введення до складу скла окислів барію, цезію, лантана і заміна натрію на літій помітно розширює діапазон Н±функции скляного електрода. Запровадження ж окислів алюмінію і бору значно знижують Н±функции скляного електрода. Таким шляхом удалося створити ионселективные скляні електроди для іонів Na+, K+, Li+, Ag+. Тривалість функціонування скляного електрода визначається цілою низкою чинників — склад скла, товщина рН-чувствтельного поверхневого шару мембрани, температура і склад розчину, у якому електрод використовується. Руйнування скла водними розчинами відбувається внаслідок сорбції води склом і глибоке її насичення товщу. Коррозионному дії лужних розчинів, які виникають при екстракції лужних компонентів скла, піддається і горловий скло. Кремнекислородная сітка відчуває вплив по обидва боки мембрани. Зрештою розвиваються тріщини, що призводять спричиняє порушення функції електрода. [4] Для захисту електрода від руйнації необхідно зберігати їх у воді, позаяк у воді відбувається вилуговування пов’язаних ионными силами основних компонентів скла і заміна їх іонами водню, у результаті лежить на поверхні скла утворюється шар гидролизованного кремнезему, предохраняющий скло від подальшого разрушения.

Чинники, що впливають роботу твердих мембранних електродів. Для досягнення теоретичних функцій в електродах з твердими мембранами необхідно, що все тверді сполуки, що входять до фазу мембрани, перебувають у рівновазі з уже згадуваному розчином. Цього не станеться, якщо іони, наявні у уже згадуваному розчині, реагують з окремими компонентами мембрани. Найбільш типовою реакцією, властивій мембран, містять галогениды срібла, є освіту мене розчинній срібної солі. Для електрода з мембраною з суміші сульфидов срібла і міді виявлено складніший характер впливу, пов’язані з освітою нової твердої фази. Якщо електрод був у розчині, іони якого призводять до утворення нової твердої фази, то повернути електрод в стан можна витримавши їх у розчині із високим концентрацією відповідних ионов.

Електроди з рідкими мембранами.

Рідка мембрана — це шар розчинника, який повинен розчинятися в досліджуваному розчині. Стійкість мембрани підвищується, до того ж органічна рідина має високої в’язкістю. Низька диэлектрическая проникність рідкого органічного речовини сприяє асоціації іонів в фазі мембрани. Висока селективність до визначеного йону вимагає великої стабільності іонного комплексу, яку впливає розчинник. До сформування електродів з рідкими мембранами використовують багато органічні речовини, або чисті, або у відповідному розчиннику. Загальне властивість всіх таких сполук — здатність селективно пов’язувати деякі невеликого розміру іони, створюючи нейтральні ионогенные групи з іонами протилежного знака заряду (в рідкому ионообменнике) чи заряджені комплекси з нейтральними групами органічної природи. Рідкі мембрани поділяють дві водні фази. На межі між мембраною і розчином відбувається швидкий обмін між вільними іонами в розчині і іонами, пов’язаними органічними групами у фазі мембрани. Селективність електрода залежить від вибірковості цього іонного процесса.

У електродах з рідкими мембранами до мембранному речовини пред’являється одну вимогу, бо коли будь-якої іон здатний взагалі існувати в фазі мембрани, він у ній іти у закону дифузії, і тому проблему забезпечення рухливості даного іона в мембрані сам собою дозволяється. Селективність рідких мембран буде визначатися обмеженням впровадження сторонніх іонів в поверхню мембрани. Оскільки рідка фаза перебуває у контакту з водними розчинами, повинна бути нерозчинною у воді й мати низька тиск парів, щоб уникнути інтенсивного її випаровування. Ці вимогам можуть відповідати рідкі органічні речовини які мають порівняно великим молекулярным вагою і низькими діелектричними проницаемостями.

До електродах з рідкими мембранами ставляться: електроди з урахуванням рідких катионитов; з урахуванням рідких анионитов.

Електроди з урахуванням рідких катионитов.

Электродно-активными речовинами, визначальними катионную функцію мембранних рідинних електродів, є органічні високомолекулярні кислоти та його солі з карбоксильной, сульфо-, фосфорноі тиофосфорнокислыми групами. Низька катионная селективність електродів властива мембран що містить органічні сульфокислоты. Набагато велику селективність виявляють рідкі катионообменные мембран, отриманий з урахуванням солей фосфорних і тиофосфорных органічних кислот в органічних розчинниках. Рідкі електроди з урахуванням дитизонатов[1] виявляють нернстовскую залежність потенціалів і високі селективність стосовно ионам Cu2+, Pb2+, Zn2+, Hg2+, Ag+.

Кальцій — селективний електрод — найширше досліджені Са2± електроди з урахуванням кальцієвих солей диэфиров фосфорної кислоти, в ролі розчинників використовують диоктилфенилфосфонат. Цей електрод функціонує в концентраційному інтервалі 10−1-10−5 М Са2+, при рН=6−11. Са2±электрод чи діє у присутності ПАР, аніонів гуминовой кислоти, салицилата, фталата, фенолу, сечовини. [2] Область застосування Са2± електродів — визначення коефіцієнтів активності іонів Са2+; визначення жорсткості води; визначення розчинності СаSO4 і СаСО3; дослідження асоціації СаSO4 і MgSO4 у морській воде.

Електрод, селективний стосовно сумі катионів кальцію і магнію — як рідинних ионообменников застосовували фосфорорганические кислоти, як розчинника — дециловом спирті. Ці електроди здатні виявляти нернстовскую залежність потенціалу від сумарною концентрації іонів Са2+ і Mg2+ в інтервалі 10−1-10−4 М. Цей електрод уживають на означення жорсткості воды.

Рідкі иониты з активними групами, що містять сірку, мала б мати високої селективностью щодо іонів важких металів, що утворюють труднорастворимые сульфиды. 1].

Електроди з урахуванням рідких анионитов.

Якщо активні групи з позитивним зарядом, можна отримати селективні електроди з анионной функцією. На відміну від катионселективных електродів, майже всі анионоселективные електроди отримані з урахуванням солей амінів і четвертинних амонієвих підстав, є типовими рідкими анионообменниками. Ці електроди може бути використовуватимуться наступних аніонів: ClO4-, SCN-, I-, NO3-, Br-, Cl-. Можливість виготовлення електродів залежить від того, якою мірою экстрагируются амінокислоти органічної фазою. Для погано экстрагируемых полярних глицина і аланина зірвалася виготовити електрод. [4].

Є кілька різновидів електродів з рідким анионитом. Нітрат — селективний електрод як найпоширеніший з них розглянутий більш подробно.

Перхлорат — селективний електрод — електрод функціонує як зворотній стосовно ClO4- іону в інтервалі концентрацій 10−1-10−4 при рН=4−11. Концентрацію ClO4- іонів не можна знайти у присутності наступних іонів: MnO4-, IO4-, ReO4-, SCN-.

Фосфат — селективний електрод — застосовують визначення активності HPO42- в розбавлених розчинах в інтервалі рН=7,0−7,5.

Тетрафторборат — селективний електрод — певний електроди, містять фенантролиновую хелатную групу, можна використовуватиме визначення BF4- в розчинах. У сфері концентрацій 10−3-10−1 М потенціал електрода відповідає зміну концентрації BF4-. Електроди з мембранами, що містять о-фенантролиновую групу, застосовували для потенциометрического визначення бору, попередньо перекладеного в тетрафторборат.

Нітрат — селективний электрод.

Для ионометрического визначення нітрат — іона як сильногидрофобного аниона мембрана повинна містити сильногидрофобный катіон. У першому нитратном електроді як такого катиона використовувався металлфенантролиновый комплексний катіон V (мембранний розчинник нитро-n-цимол). Цей електрод можна застосовувати щодо визначення нітрат — іонів в інтервалі рН 4−7. За інших нітратних електродах ионообменниками служать солі тетраалкиламмония, наприклад нітрат амоній — органічного іона XIII. Найбільш найкращим є електрод з поновлюваної поверхнею мембрани, у якому рідкий ионообменник складається з нітрату кристалічного фіолетового VII, розчиненої в нитробензоле. Нітратні електроди чутливі також щодо нітрит — йону, заважає вплив якого усунути з допомогою сульфаминовой кислоты.

Нитратные електроди знаходять застосування головним чином заради контролю об'єктів довкілля. Визначення нітратів в рослини заважає присутність великих кількостей хлоридів, видалити які можна, пропускаючи аналізований розчин через ионообменную смолу Dowex 50-X8. При аналізі рослинних об'єктів ионометрический метод, заснований на нитровании 3,4-диметилфенола після вилучення нітратів з проб методом відновлювальної дистиляції. При визначенні ж нитрат-ионов у ґрунтах потенциометрия з допомогою ионселективных електродів поступається спектрофотометрическому методу. Нітратні електроди можна застосовувати щодо визначення оксидів азоту після переведення гривень у нітрати при окислюванні (наприклад, під впливом пероксиду водорода).

Газові электроды.

Газовий електрод включає ионоселективный електрод і порівняльний електрод, що із невеликим обсягом допоміжного розчину, що відділений від досліджуваного розчину газової прошарком чи гидрофобной газопроницаемой мембраною. Існує дві виду газових електродів. Перший — ионоселективный і порівняльний електрод занурені у невеликий обсяг розчину певного складу, від'єднаного від досліджуваного розчину гидрофобной газопроницаемой мембраною. І тому виду електродів використовують два виду мембран — гомогенні, які становлять плівку полімеру, в якої розчиняється дифузний газ, і гетерогенні, микропористые, в яких газ дифундує фактично через повітря, яким заповнюють пори. У ролі мембран використовують — силіконовий каучук, тефлон, поліпропілен. Микропористые мембрани мають найкращими диффузионными характеристиками по порівнянню з гомогенними. Другий тип — у ньому газопроницаемая мембрана замінена газової прошарком. У цьому вся електроді для утримання електроліту на поверхні індикаторного електрода і шляхом створення стандартної за «товщиною плівки в електроліт вводять ПАР чи весь розчин всотується шаром гелю. У електроді з гидрофобной мембраною непотрібен оновлювати шар електроліту на мембрані індикаторного електрода після кожного виміру; електрод можна залучити до умовах протока; на показання електрода мало впливають механічні перешкоди (наприклад, струс); полімерна плівка захищає електрод від впливу повітря. У електроді з газовим зазором можна змінювати товщину шару електроліту, змінюючи тиск голівки електрода на полімерну мембрану; шар електроліту на индикаторном електроді дуже тонкий, це значно скорочує час відгуку електрода; дифузія газу повітряної прошарку відбувається набагато швидше, ніж у мембрані з полімеру; через брак прямого контакту електрода зі зразком значно зростає тривалість життя електрода. Однією з найпоширеніших електродів, є електрод з чутливим елементом на аміак. Ця електродна система включає катионоселективный електрод і гидрофобную мембрану, проницаемую для аміаку, але з проницаемую для таких іонів, як Na+, K+, NH4+. Мембрана відокремлює досліджуваний лужної розчин від внутрішнього розчину 0,1 М NH4Cl, куди занурений скляний рН-электрод і хлорсеребряный електрод порівняння. Дифузія аміаку через мембрану викликає зміну pH розчину, який би між мембраною і скляним електродом, який реєструє це й зміна рН. Електроди для визначення кисню і вуглекислого газу використовують переважно у медицине.

Энзимные электроды.

Энзимные електроди подібні мембранным электродным системам, чутливим до газам. Істотне відмінність залежить від іммобілізації ензимів на індикаторної поверхні електрода. Успішність застосування энзимного електрода залежить від іммобілізації энзима в шарі гелю. Існує кілька радикальних способів іммобілізації ензимів: ензим то, можливо закріплений гидрофильной мембрані, чи поперечно пов’язані молекули энзима самі утворюють мембрану; ензим то, можливо хімічно пов’язані з поверхню мембрани; можлива як і сополимеризация коїться з іншими энзимами чи протеїнами; освіту микрокапсул в рідкої вуглеводневої мембрані з допомогою ПАР. [4] При іммобілізації ензимів треба пильнувати, ніж відбувалося процесів які ведуть денатурації ферментів, цього необхідно вимірювати активність іммобілізованих ензимів, як використовувати їх будь-який індикаторної системі. Вибір індикаторного влаштування у энзимном електроді залежить від цього, які речовини утворюються у результаті ферментативної реакції (у разі застосовують як і одне із твердих чи рідких ионоселективных электродов).

Найпоширенішими серед энзимных електродів є - електрод визначення глюкози й у оцінки концентрації сечовини. Існують як і електроди визначення концентрації сечовий кислоти, аминокислот.

Энзимный електрод визначення глюкози — є кілька методів визначення глюкози, і котрих спектрофотометрический і електрохімічний часто застосовуються для виміру концентрації глюкози в біологічних рідинах. Більшість електрохімічних методів грунтується на вимірі швидкості реакції ферментативно-катализированной системи. Одне з методів грунтувався у тому, що з зміною концентрації глюкози стежили вп зменшенню концентрації кисню, вимірюваного кисневим електродом. Для оцінки змісту D-глюкозы застосовують інший електрохімічний метод — вольт-амперометрию постійному струмі. Один електрод є систему, що є і каталізатором, у якій ензим (глюкозооксидаза) иммобилизован в матриці з полиакриламидного гелю на платинової сітці, інший електрод — платина. При пропущенні постійного струму через елемент глюкоза окислюється (при рН=const), і вимірюється потенціал системы.

Энзимный електрод з метою оцінки концентрації сечовини — энзимный електрод визначення сечовини в розчинах чи біологічних рідинах то, можливо сконструйовано з урахуванням NH4±селективного скляного електрода., зовнішня поверхню мембрани якого обробляється відповідним чином заради утримання ферменту. Одне з типів энзимного електрода сконструйовано з застосуванням шару акриламидного гелю, у якому фіксувалася уреаза, на поверхні скляній мембрани. Коли таку електрод поміщали в розчин, у якому сечовину, субстрат диффундировал в гелевый шар иммобилизованного энзима і піддавався гидролизу відповідно до уравнением:

CO (NH2)2 + H3O+ + H2O уреаза 2NH4+ + HCO3- Утворений NH4+ реєструвався NH4+ - селективним скляним електродом. Уреазный електрод (у якому фермент — уреаза) має хорошою стабільністю, але його впливають іони Na+, K+. Заміна зовнішньої целлофановой мембрани сприяли б зменшенню впливу цих іонів, але тоді переймався проблемою з дифузією субстрату. Для видалення не бажаного впливу іонів натрію і калію, в досліджуваний розчин додавали червона кількість смоли (1−2 р на 50 мл розчину), і після перемішування суміші вимірювали потенціал електрода. Інші спроби елімінувати заважає вплив іонів на функцію энзимного електрода полягали у використанні в ролі підстави них газових електродів (NH3-чувствительного електрода з повітряним проміжком). З допомогою газового NH3-чувствительного електрода Роджерс і Пул визначали аміак, получающийся при гідролізі сечовини в присутності уреазы. Такий ж електрод застосовували виміру атмосферного явища кількості сечовини в стічних водах, соціальній та водних розчинах і сироватці крові автоматизованим методом в потоке.

Заключение

.

Ионоселективные електроди застосовують у хімічної промисловості, а й у медицині. Маючи поруч достоїнств, електроди не позбавлені недоліків. Так деякі електроди неможливо знайти використані присутності певного сорти іонів (наприклад, перхлорат-селективнй електрод неспроможна виявляти ClO4- у присутності наступних іонів MnO4-, IO4-, ReO4-, SCN-). Основною перевагою Сендеги ионоселективных електродів і те, що де вони впливають на досліджуваний раствор.

Література 1. «Ионселективные електроди ». Під ред. Р. Дарста. Пер. з анг. — канд. хім. наук А. А. Белюстина і В.П. Прозі, — під ред. доктора хім. наук, проф. М. М. Шульца 2. Микільський Б.П., Матерова Е. А. «Ионоселективные електроди «-Л.: Хімія, 1980. 240 з., мул. (Методи аналітичної хімії) 3. Корита І., Штулик До. «Ионоселективные електроди »: Пер. з ческ. — М.: Світ,. 1989. -272 з., мул. 4. Лакшиминараянайах М. «Мембранні електроди »: Пер. з анг./ Під ред. канд. хім. наук А. А. Белюстина.- Л.: Хімія, 1979. 360 з., мул. — Нью-Йорк. Академік Пресс, 1976.

———————————- [1] Дитизонаты — речовини, здатні давати хелаты з металевими катионами в розчинах в четыреххлористом вуглеці, бензолі, хлороформе.