《电位分析法》PPT课件
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第六章 电位分析法PPT课件
1、参比电极 是测量电极电位的基准。 要求：电位值恒定；电位值重现性好；装置简便；容
易制备；使用寿命长。 ❖ 常用的参比电极：甘汞电极和银-氯化银电极
9
（1）甘汞电极
由金属汞和Hg2Cl2及KCl溶液组成的电极
电极反应： 2Hg + 2Cl- = Hg2Cl2 + 2e电极电位(25℃) ：
H O2 g/H g0.0 n5lg 9H2 g
❖ 膜电极与金属基电极的区别 ★金属基电极有电子得失或电子转移 ★膜电极是以膜为探头，其电位是由于离子的交换或扩
散而产生
16
电极反应： Fe3+ + e = Fe2+
25oC时的电极电位
F3e/F2e
0.05l9g
F3e
F2e
15
第四节 离子选择性电极
❖ 一、定义
以薄膜为传感器，通过离子在膜内外的迁移，对溶液 中某种离子进行选择性响应的电极称为膜电极或离子 选择电极（ion-selective electrode，ISE）
5
二、电位分析的分类及特点
电位 分析法 的分类
直接电位法：(potentiometry)
通过测量电池电动势来确定待测离子的活度 的方法。
电位滴定法：(potentiometric titration)
通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确 定滴定终点，利用滴定剂的浓度和体积求得待测
物质的含量。
特点：灵敏度和准备度高；选择性好；仪器设备简单、操
作简便、测定快速；应用范围广
6
第二节 电位分析法的基本原理
1、理论基础—能斯特公式： 对于氧化还原体系：
O Ox/Red0.0n5l9gaaR Odex
易制备；使用寿命长。 ❖ 常用的参比电极：甘汞电极和银-氯化银电极
9
（1）甘汞电极
由金属汞和Hg2Cl2及KCl溶液组成的电极
电极反应： 2Hg + 2Cl- = Hg2Cl2 + 2e电极电位(25℃) ：
H O2 g/H g0.0 n5lg 9H2 g
❖ 膜电极与金属基电极的区别 ★金属基电极有电子得失或电子转移 ★膜电极是以膜为探头，其电位是由于离子的交换或扩
散而产生
16
电极反应： Fe3+ + e = Fe2+
25oC时的电极电位
F3e/F2e
0.05l9g
F3e
F2e
15
第四节 离子选择性电极
❖ 一、定义
以薄膜为传感器，通过离子在膜内外的迁移，对溶液 中某种离子进行选择性响应的电极称为膜电极或离子 选择电极（ion-selective electrode，ISE）
5
二、电位分析的分类及特点
电位 分析法 的分类
直接电位法：(potentiometry)
通过测量电池电动势来确定待测离子的活度 的方法。
电位滴定法：(potentiometric titration)
通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确 定滴定终点，利用滴定剂的浓度和体积求得待测
物质的含量。
特点：灵敏度和准备度高；选择性好；仪器设备简单、操
作简便、测定快速；应用范围广
6
第二节 电位分析法的基本原理
1、理论基础—能斯特公式： 对于氧化还原体系：
O Ox/Red0.0n5l9gaaR Odex
《电位分析法》课件
氧传感器
pH传感器
电位分析法可用于制备氧传感器， 用于监测环境中氧气浓度的变化， 以及其他应用领域。
电位分析法可以应用于制备pH传 感器，用于测量溶液的酸碱性和 酸度、碱度的变化。
电位分析法的未来发展和挑战
未来，随着科技的进步，电位分析法可能会更多地与纳米技术、可穿戴设备等领域结合，但也面临着仪器精度、 样品复杂度以及快速化需求等挑战。
食品安全
电位分析法可以用于食品中有害物质的检测， 帮助保障食品安全，支持消费者的信任。
优势
电位分析法具有高灵敏度、非破坏性、快速和 低成本等优点，适用于各种分析需求。
电位分析法和标准溶液，校准电极，并确保实验环境的稳定性。
2
测量电势
将电极浸入待测溶液中，记录电极的电势变化，并根据反应进行必要的计算。
电位分析法的原理和基本概念
电位分析法基于电极与待测物质之间的化学反应，如氧化还原反应。通过测量电极的电势变化，我们可以推断 溶液中的物质浓度、物种的选择性等信息。
电位分析法的应用领域和优势
环境监测
电位分析法可以用于检测水体中的重金属离子、 有机物污染物等，有助于保护环境和人类健康。
药物分析
通过电位分析法，我们可以快速准确地测定药 物中的成分，评估其质量并指导生产过程。
3
分析结果
根据测得的电势和相关计算，得出溶液中物质的浓度或其他性质的分析结果。
电位分析法实验结果的解读和 分析
实验结果的解读和分析是电位分析法的重要环节，它们需要充分考虑反应机 制、电极响应特性和实验条件，以获得可靠的结论和科学的推理。
电位分析法实验案例分享
滴定实验
通过电位分析法进行滴定实验， 可以确认酸碱滴定终点和测定溶 液中特定组分的含量。
第九章--电位分析法(2014)PPT课件
H水 合层 H溶 液
E内K内0.059lgaaHH内 内 参 水比 化溶 层液 E外K外0.059lgaaH H外 外 部 水溶 化液 层
.
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E内K内0.059lgaaHH内 内 参 水比 化溶 层液 E外K外0.059lgaaH H外 外 部 水溶 化液 层
同一玻璃电极，膜内外表面性质可以看成是相同 的，所以常数K内=K外；
属于非晶体膜电极。 最早使用的离子选择性电极。 核心部分是玻璃膜。
.
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玻璃膜的不同组成可制成对不同 阳离子响应的玻璃电极。
pH玻璃膜电极的敏感膜是在SiO2 基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧 结而成的特殊玻璃膜。厚度约为 100 mm左右。
原理：玻璃膜产生的膜电位与待 测溶液的pH值有关。
.
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3.3 pH值的测定
pHlogH[] pH loagH
饱和甘汞电极为参比电 极 ， 玻 璃 电 极 作 为 H+ 活 度 指 示电极，两者插入溶液中组 成电池：
A A g ,0 . g 1 m C L 1 H ol 玻 lC 试 l 璃 K ( 饱 液 C ) 膜 ,H 2 C l 和 2 H g l
.
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二氧化碳气敏电极
电极浸入待测液，试液中 待测CO2通过透气膜扩散 ，直到透气膜内外CO2的 分压相等。
CO2引起的内电解质溶液 pH变化用pH玻璃电极指 示，由此测定试液中CO2 的浓度。
.
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气敏电极一览表：
.
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7. 酶电极
将 生物酶 涂剂：二癸基磷酸钙+苯基磷酸二辛酯溶液。
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第4章电位分析法PPT课件
第29页/共82页
2.玻璃电极的构造
软质球状玻璃膜： 含Na2O、CaO和SiO2 厚度小于0.1mm
（30~100μm）
对H+选择性响应
内部溶液： 0.1 mol/L的HCl内参比溶液
内参比电极：
Ag-AgCl电极
其中内参比电极的电位是恒定的， 与被测溶液的pH无关；玻璃电极作为指示 电极，作用主要在玻璃膜上，当玻璃电极 浸入被测溶液时，玻璃膜处在内部溶液和 待测溶液之间，两溶液中的H+活度不同，
第12页/共82页
2.2 电解池
第13页/共82页
铜电极： Cu 2 2e Cu 还原反应
阴极
负极
银电极： 2Ag 2Ag 2e 氧化反应
阳极
正极
电解池的总反应： 2Ag Cu2 2Ag Cu
第14页/共82页
每一个化学电池都是由两个电极同时浸入适当的电解质溶液中所组成的。原电 池和电解池之间，在一定条件下是可以相互转变的。
第26页/共82页
§4-2电位分析法
以测定化学电池两电极间的电位差或电位差的变化为基础的电化学分析法叫电位分 析法。 1．电位分析法的种类： 直接电位法（电位测定法）：
根据电极电位与待测组分活度之间的关系，利用测 得的电位差值直接求得待测组分的活度（或浓度）的 方法。
电位滴定法：
根据滴定过程中电位差的变化来确定滴定终点的容 量分析法。
第18页/共82页
指示电极
1．金属-金属离子电极： ✓应用：测定金属离子
✓ 例：Ag︱Ag+ Ag+ + e → Ag
0.059 lg aAg ' 0.059 lg CAg
2．金属-金属难溶盐电极： ✓应用：测定阴离子
2.玻璃电极的构造
软质球状玻璃膜： 含Na2O、CaO和SiO2 厚度小于0.1mm
（30~100μm）
对H+选择性响应
内部溶液： 0.1 mol/L的HCl内参比溶液
内参比电极：
Ag-AgCl电极
其中内参比电极的电位是恒定的， 与被测溶液的pH无关；玻璃电极作为指示 电极，作用主要在玻璃膜上，当玻璃电极 浸入被测溶液时，玻璃膜处在内部溶液和 待测溶液之间，两溶液中的H+活度不同，
第12页/共82页
2.2 电解池
第13页/共82页
铜电极： Cu 2 2e Cu 还原反应
阴极
负极
银电极： 2Ag 2Ag 2e 氧化反应
阳极
正极
电解池的总反应： 2Ag Cu2 2Ag Cu
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每一个化学电池都是由两个电极同时浸入适当的电解质溶液中所组成的。原电 池和电解池之间，在一定条件下是可以相互转变的。
第26页/共82页
§4-2电位分析法
以测定化学电池两电极间的电位差或电位差的变化为基础的电化学分析法叫电位分 析法。 1．电位分析法的种类： 直接电位法（电位测定法）：
根据电极电位与待测组分活度之间的关系，利用测 得的电位差值直接求得待测组分的活度（或浓度）的 方法。
电位滴定法：
根据滴定过程中电位差的变化来确定滴定终点的容 量分析法。
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指示电极
1．金属-金属离子电极： ✓应用：测定金属离子
✓ 例：Ag︱Ag+ Ag+ + e → Ag
0.059 lg aAg ' 0.059 lg CAg
2．金属-金属难溶盐电极： ✓应用：测定阴离子
第1章电位分析法 PPT
氟离子选择电极的电位可表示为：
ISE k 0.0592 lg aF
298K时的电池电动势可表示为：
E 甘汞 ISE b 0.0592 lg aF
这种电极对F-有良好的选择性，一般阴离子除OH-外均 不干扰电极对F-的相应。
LaF3 + 3OH-
La（OH）3 + 3F-
1906年，M. Cremer(Z. Biol.,1906,47,562)首先发现玻璃电极可用于测定； 1909年，F. Haber(Z. Phys. Chem., 1909, 67,385)对其系统的实验研究； 1930年代，玻璃电极测定pH的方法是成为最为方便的方法(通过测定分隔开的玻 璃电极和参比电极之间的电位差)
在酸性溶液中， H+ + 2F- HF2-
适用pH范围为5 ~ 6
某些阳离子Al 3+，Fe 3+等能与F -离子生成稳定的配合 物，可加入柠檬酸钠，EDTA等掩蔽。
由上述讨论可知，离子选择电极的电极电
位通式可写为：
ISE
k
0.0592 lg
ZA
A
实际测量时，其测量电池为：
离子选择电极 试液 （ = x） SCE
4) 高选择性 ：膜电位的产生不是电子的得失。其它离子 不能进入晶格产生交换。当溶液中Na+浓度比H+浓度高1015 倍时，两者才产生相同的电位；
5)改变玻璃膜的组成，可制成对其它阳离子响应的玻璃 膜电极；
6) 优点：是不受溶液中氧化剂、还原剂、颜色及沉淀的 影响，不易中毒；
7)缺点：是电极内阻很高，电阻随温度变化。
检测下限与各自的溶度积KSP有关
电位分析方法ppt课件
电极电位：
00.0 25 lg a 9 a H H 22 2gg 00.0 25 lg a 9 H2 2g00.05 lg K (9a sC ,p H 2 )lC 2 g 2l
0 ' 0.05 lg a9 Cl
可见，电极电位与Cl-的活度或浓度有关。当Cl-浓度不同时，可得到具有不 同电极电位的参比电极。(注意：饱和甘汞电极指 KCl 浓度为4.6M)
构 成：同甘汞电极，只是将甘汞电极内管中的(Hg,Hg2Cl2+饱和KCl) 换成涂有AgCl的银丝即可。
特 点：
a) 可在高于60oC的温度下使用； b) 较少与其它离子反应(但可与蛋白质作用并导致与待测物界面的堵塞)
三、参比电极使用注意事项 1）电极内部溶液的液面应始终高于试样溶液液面！(防止试样对内部
1 sp,Ag2C2O4 2
c2O42
a Ka C2O42
sp,CaC2O4 Ca2
代入前式得： 00.0 25l9 g K K ss2 ,p ,A p C2C g 2 a 2 O O 4 4 C0.0 25l9 g aC2 2 a
求出待测物质含量的方法。 电位滴定法：向试液中滴加可与被测物发生氧化还原反应的试剂， 以 电极电位的变化来确定滴定终点，根据滴定试剂的消耗量间接计算待 测物含量的方法。
11.1 参比电极及其构成 定义：与被测物质无关、电位已知且稳定，提供测量电位参考的电极，称为参
比电极。前述标准氢电极可用作测量标准电极电位的参比电极。但因该
较常用的金属基电极有：Ag/Ag+、Hg/Hg22+(中性溶液)；Cu/Cu2+、 Zn/Zn2+、Cd/Cd2+、Bi/Bi3+、Tl/Tl+、Pb/Pb2+(溶液要作脱气处理)。
电位分析法新PPT课件
1. 使用前必须在水中浸泡; 2. 玻璃电极内阻很高(1.0108 ), 其电极电位
不能用伏特计测定; 3. 玻璃电极存在不对称电位,测未知溶液pH时
必须用缓冲溶液校正; 4. pH在1~9范围内有良好的线性,但是pH >10
时有Na差; pH <1时有酸差
五、其它类型的离子选择性电极
Other Types of Ion Selective Electrode
20世纪70年代，测定卤素的离子选择性电极问世。
现在各种气体电极，酶电极，蛋白质电极有上百种，该 方向成为分析化学家研究的热点问题之一。
离子选择性电极的种类、原理与结构
Type , Principle and Structure of Ion Selective Electrode
离子选择性电极(又称膜电极)
以玻璃电极为正极，饱和甘汞电极为负极，则组成电 池的电动势(pH玻璃电极的电位)与被测试液的pH值符合 下列关系：
E = b + RT/nF lnH+ = b – 0.0592pH b 在一定条件下是个固定值，但是无法通过理论计算求得， 所以应用pH玻璃电极测定某一体系的pH值时，须采用相 对比较的方法。
直接电位法：离子选择性电极法，利用膜电极把被测
离子的活度表现为电极电位。
直接电位法：测定的只是某种型体离子的平衡浓度。 电位滴定法：利用电极电位的突变来指示滴定终点的
滴定分析法，是电位测量方法在容量分析中的应用。
电位滴定法：测定的是某种参与滴定反应物质总浓度。
一、概 述
Generalization
1. 均相晶膜电极
电极的敏感膜是一种晶体材料，它是由一种单纯 的化合物或几种化合物的均匀混合物(如Ag2S， AgI-Ag2S)制成，主要由测定F-、Cl-、Br-、I-、 Ag+、Cu2+等离子选择性电极，其中F-选择性电 极是最典型的、性能最好，已得到了广泛的应用.
不能用伏特计测定; 3. 玻璃电极存在不对称电位,测未知溶液pH时
必须用缓冲溶液校正; 4. pH在1~9范围内有良好的线性,但是pH >10
时有Na差; pH <1时有酸差
五、其它类型的离子选择性电极
Other Types of Ion Selective Electrode
20世纪70年代，测定卤素的离子选择性电极问世。
现在各种气体电极，酶电极，蛋白质电极有上百种，该 方向成为分析化学家研究的热点问题之一。
离子选择性电极的种类、原理与结构
Type , Principle and Structure of Ion Selective Electrode
离子选择性电极(又称膜电极)
以玻璃电极为正极，饱和甘汞电极为负极，则组成电 池的电动势(pH玻璃电极的电位)与被测试液的pH值符合 下列关系：
E = b + RT/nF lnH+ = b – 0.0592pH b 在一定条件下是个固定值，但是无法通过理论计算求得， 所以应用pH玻璃电极测定某一体系的pH值时，须采用相 对比较的方法。
直接电位法：离子选择性电极法，利用膜电极把被测
离子的活度表现为电极电位。
直接电位法：测定的只是某种型体离子的平衡浓度。 电位滴定法：利用电极电位的突变来指示滴定终点的
滴定分析法，是电位测量方法在容量分析中的应用。
电位滴定法：测定的是某种参与滴定反应物质总浓度。
一、概 述
Generalization
1. 均相晶膜电极
电极的敏感膜是一种晶体材料，它是由一种单纯 的化合物或几种化合物的均匀混合物(如Ag2S， AgI-Ag2S)制成，主要由测定F-、Cl-、Br-、I-、 Ag+、Cu2+等离子选择性电极，其中F-选择性电 极是最典型的、性能最好，已得到了广泛的应用.
第三章 电位分析法 第一节PPT课件
电位分析法的特点：
1、选择性好 不用分离，直接测定； 2、灵敏度高 直接电位法检出限
10-5-10-8 mol·L-1； 3、设备简单，操作方便，分析快速； 4、测定范围宽； 5、易于实现分析自动化。
2020/12/5
电位分析法的理论基础
理论基础：能斯特方程（电极电位与溶液中待测离子间 的定量关系）。
外参比电极‖被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极（Ag-AgCl)
内1 外参 液比接电极的（电敏位感值膜 固 定m ），且内充溶液中离子2 的活度也一
定，则电池电动势为：
E 1 2 m 液 接 E R nlF T a n i
2020/12/5
1.晶体膜电极（氟电极）
结构：右图 敏感膜：(氟化镧单晶) 掺有EuF2 的LaF3单晶切片； 内参比电极：Ag-AgCl电极(管内)。
第三章 电位分析法
第一节 电位分析法的 基本原理
第二节 离子选择性电 极
第三节 离子选择性电 极的特性
2020/12/5
第一节 电位分析法的基本原理
电位分析是通过在零电流条件下测 定两电极间的电位差（电池电动势）所 进行的分析测定。
ΔE = E+ - E- + E液接电位 装置：参比电极、指示电极、电位
2020/12/5
离子选择性电极的原理与结构
离子选择性电极又称膜电极。 特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。 膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。 膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。 将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为:
当氟电极插入到F-溶液中时，F-在 晶体膜表面进行交换。25℃时：
1、选择性好 不用分离，直接测定； 2、灵敏度高 直接电位法检出限
10-5-10-8 mol·L-1； 3、设备简单，操作方便，分析快速； 4、测定范围宽； 5、易于实现分析自动化。
2020/12/5
电位分析法的理论基础
理论基础：能斯特方程（电极电位与溶液中待测离子间 的定量关系）。
外参比电极‖被测溶液( ai未知)∣ 内充溶液( ai一定)∣ 内参比电极（Ag-AgCl)
内1 外参 液比接电极的（电敏位感值膜 固 定m ），且内充溶液中离子2 的活度也一
定，则电池电动势为：
E 1 2 m 液 接 E R nlF T a n i
2020/12/5
1.晶体膜电极（氟电极）
结构：右图 敏感膜：(氟化镧单晶) 掺有EuF2 的LaF3单晶切片； 内参比电极：Ag-AgCl电极(管内)。
第三章 电位分析法
第一节 电位分析法的 基本原理
第二节 离子选择性电 极
第三节 离子选择性电 极的特性
2020/12/5
第一节 电位分析法的基本原理
电位分析是通过在零电流条件下测 定两电极间的电位差（电池电动势）所 进行的分析测定。
ΔE = E+ - E- + E液接电位 装置：参比电极、指示电极、电位
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离子选择性电极的原理与结构
离子选择性电极又称膜电极。 特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应。 膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。 敏感元件：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。 膜电位：膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。 将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为:
当氟电极插入到F-溶液中时，F-在 晶体膜表面进行交换。25℃时：
第一章电位分析法PPT课件
也叫惰性金属电极，由一种惰性金属如Pt与含有可溶性的氧 化态和还原态物质的溶液组成，如：Pt|Fe3+,Fe2+(c)
零类电 极
膜电极
离子选择性电极，也是最重要的一类电极。
第18页/共45页
五、几种指示电极的运用
① 金属-金属离子电极： ✓ 应用：测定金属离子 ✓ 例：Ag︱Ag+
Ag+ + e → Ag
第10页/共45页
二、电位分析法的理论依据 1. 电极电位的产生
两种导体接Байду номын сангаас时，其界面的两种物质，可以是固体-固 体、固体-液体及液体-液体，因两相中的化学组成不同， 故将在界面处发生物质迁移，若进行迁移的物质带有电荷 ，则将在两相之间产生一个电位差，即电极电位。
实验证明：金属的电极电位大小与金属本身的活泼性， 金属离子在溶液中浓度，以及温度等因素有关。
电位分析法是在原电池内进行
！注意
区别
库伦分析法是在电解电池内进行
第2页/共45页
一、基本原理
负 极 写 在 左 边
由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝 酸铵溶液构成的。用来在两种
溶液中转移电子。
正 极 写 在 右 边
原电池可以表示如下形式：
（-）Zn│ZnSO4（xmol▪L-1)││CuSO4(y mol ▪L-1)│Cu(+)
工作电池 电动势E与待测物含量(活度a)关系
E W -R f (a) - const. F (a)
电位分析法中最常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化 银电极，尤其是饱和甘汞电极（SCE）
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三、参比电极-甘汞电极
电极反应:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl-
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H溶液 H水化层
表面点位 被H+交换
点位为H+ 和Na+共有
点位为 Na+占有
表面点位 被H+交换 点位为H+ 和Na+共有
E外 K 外 0.059V l g
H
外 外
E内 K内 0.059V l g
' H H
内 内
' H
E膜 E外 - E内 0.059V l g
（3）酸差：当用玻璃电极测定pH<0.5的溶液时，测得值
比实际值高，这种现象称为酸差。水化层中所有点位被氢离 子饱和。
二、晶体膜电极
1、晶体膜电极的构造
引线 塑料管 内参比 电极 敏感膜
敏感膜由难溶盐经过加压或者拉制成 单晶、多晶和混晶的膜。
2、导电机理
内参比 溶液
在晶体膜中，存在晶体缺陷空穴，导电离子移入 空穴，离子移动在原来位置上留下新的空穴，从而进 行进行电荷的传递。 空穴大小、形状和周围电荷分布，只能容纳特定 的可移动的晶格离子，从而具有较高的选择性。
3.氟离子选择电极
LaF 空穴 LaF F 3 2
0.001MNaF 0.1MNaCl
E膜 0.059V lg
a F -， 内 a F -， 外
外
EF- K - 0.059Vlga F- ，
pH<5, HF, HF2-
增加导电性
pH>6 LaF3 3O H La(O H) 3 F 3
（2）碱差：当用玻璃电极测定pH>10的溶液时，测得值
比实际值低，这种现象称为碱差。产生的原因是由于在水化 胶层和溶液界面之间的离子交换反应，不但有氢离子参加， 还有钠离子参加，结果电极电位反映出来氢离子活度增加， pH减小的现象。(钠差）
消除的方法：以Li2O代替Na2O制作玻璃膜，锂玻璃的硅
氧网络中空隙较小，钠离子半径大，不易进入膜内与氢离子 交换。
第9章 电位分析法 Potentiometric Analysis
淮北煤炭师范学院 刘明珠
引言
在零电流条件下，测量电池的电动势或电 极电位,进行试样中组分浓度或含量的分析方 法，称为电位分析法。
RT ox EE ln nF red
0
参比电极
直接电位法---测量离子的平衡浓度。 电位滴定法---测量物质的总量。
4、其他晶体膜电极
LaF3改变为AgCl、AgBr、AgI、CuS，PbS等 难溶盐和Ag2S，压片制成薄膜作为电极材料，这样 制成的电极可以作为卤素离子，银离子、铜离子、铅 离子等各种离子的选择性电极。
E膜 K 0.059Vlg Ag
E膜 0.059V K l g S 2 2
第一节 离子选择性电极的分类及响应机理
对某离子具有选择性响应的电极，是一种电化学传感器。
一、分类
二、玻璃电极
（一）构造-非晶体膜电极
核心是玻璃膜，膜厚0.5mm，
呈球型。是在SiO2基质中加入Na2O
和少量CaO烧制而成，内充
0.1mol/L盐酸为内参比溶液，AgClAg为内参比电极，外有玻璃套和电 极引线。
H
外 内
H
E玻 E内参 E膜
E内参 E
E玻 E
0 Ag / AgCl
0.059 V lgCl
H
外 内
0 Ag / AgCl
0.059 V lg Cl 0.059Vlg
H
E玻 K 0.059V lg H K - 0.059VpH
离子产生相同电位时待测离子与干扰离子活度的比值。
0.014 ）测定9.98 10-3 molL-1Ca 2+并含有5.3510-2 molL-1 Mg 2+的溶液时，将引入多 大的误差？
（二）玻璃电极响应原理：
纯SiO2制成的石英玻璃中， SiO2 基质对氢离子无响应，因为Si和O以共 价键结合，没有可供交换的电荷质点。
在SiO2基质中加入Na2O和少量 CaO,引起Si－O的断裂，形成可交换 的电荷质点。
K很大
通过离子交换，在玻璃膜表面形成一层水化凝 胶层。所以，一般玻璃电极使用前必需活化以形 成水化层。
线性范围： CD段直线部分。 响应斜率： 直线CD部分的斜率； 检出限：直线延长线与弯曲 线切线相交，交点垂直与横 坐标的交点的活度值。
检出限：
2、电位选择性系数
理论上讲离子选择性电极仅对某离子具有选择性响应， 但实际上电极的响应不是专一的，总会有其他离子的干扰。
电位选择性系数：在相同的测定条件下，待测离子和干扰
参比电极 0.01mol/L 参比溶液 NaHCO3
常用的气敏电极：NH3、NO2、SO2、H 透气膜 2S、HCN、HF、HAc、CI2
五、其它电极
1、酶电极
2、离子敏感场效应电极（半导体传感器）
第三节 离子选择电极的性能参数
1、线性范围与检出限：
以电池电动E对相应离子活度负对数作图，所得的曲线为 标准工作曲线；
'
对于二价金属离子 0.059V E膜 K l g M 2 2
三、液膜电极---流动载体电极
膜中能够与被测离子选择性作 用的活性物质
阳离子交换剂
阴离子交换剂
内参比 电极
中性离子载体
1、构造
2、钙离子选择电极
0.1mol/L 内参比 2 CaCl 溶液 RO2 PO2 2 Ca 2RO2 PO Ca 2 2 离子 0.059 V 交换液 E膜 K l g 2 Ca 0.1mol/L的二癸基磷酸钙的苯基磷酸二正辛酯溶液 R=C10H21 葵基 2 多孔膜 改变离子交换剂，这种液膜电极可以测定钾离子，硝酸根离子等。
四、气敏电Leabharlann （气敏探针）1、测定原理： 利用测定气体对某化学反应的影响，使平衡 中某特定离子浓度发生变化，导致离子选择性电极 电位的变化，求得气体浓度含量。 2、构造
特效离子电 玻璃电极 不是一支电极，是由离子选择电极和 极 参比电极组成的电化学电池系统。
3、二氧化碳探针
RT EK ln pCO2 F
外
(三）玻璃电极的特性
（1）不对称电位：
玻璃膜两侧溶液pH相同，膜电位应为零，但实际 仍存在电位差，这个电位差称为不对称电位。造成不 对称电位的原因是玻璃膜内外结构和性质的差异引起 的。 消除的方法：将玻璃电极侵入水中24～48小时， 可使不对称电位降至最小；也可以用标准缓冲溶液校 正电极的方法消除。