离子电极的选择及应用

测量原理

离子选择性电极是电位与给定溶液中离子活度的对数呈线性关系的电化学式敏感元件，是一类利用膜电位测定溶液中离子活度或浓度的电化学传感器属于膜电极，其核心部件是电极尖端的感应膜。离子选择性电极也称膜电极，这类电极有一层特殊的电极膜，电极膜对特定的离子具有选择性响应，电极膜的电位与待测离子含量之间的关系符合能斯特公式。这类电极由于具有选择性好、平衡时间短的特点，是电位分析法用得最多的指示电极。

离子选择性电极法是电位分析的分支，一般用于直接电位法，也可用于电位滴定。其特点是：可测定溶液中特定离子的浓度；应用范围广；不受试剂颜色、浊度等的影响。

测量结构

电极的敏感膜固定在电极管的顶端，管内装有内充溶液，其中插入内参比电极(通常为Ag│AgCl电极)，内充溶液的作用在于保持膜内表面和内参比电极电势的稳定。

离子选择性电极是一个半电池(气敏电极例外)，它的电势不能单独测量，而必须和适时的外参比电极组成完整的电化学电池，然后测量电池的电动势，它包括以下几项:

E=Em+En+E1-Ew式中En为内参比电极的电势;

Ew与E1为外参电极的电势及其液接部分的液接电势。

在一般测量中，上述三项都要求保持不变，因此电动势E与Em之间只差一个常数项，它的变化完全能反映Em的变化。

离子选择性电极的应用

离子选择性电极的分析对象很广，只要选择正确的离子测量方法、离子计和电极便可以测得相应离子的浓度值。现已成功应用于环境监测、水质监测、土壤分析、食品检测、药物分析等领域。

各行业离子电极应用

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1.使用氟离子选择性电极测定水中氟离子含量

仪器设备(上海雷磁)

实验仪器：PXSJ-216F或其他型号离子计，大龙 MS-H280-Pro LED 数显加热型磁力搅拌器

实验电极：PF-1-01氟离子选择性电极、232-01参比电极（甘汞电极）

2. 氯化胆碱含量的测定

一、实验原理

试样中所含的氯化胆碱用水溶解，过滤取滤液。氯离子溶解在滤液中。

使用银量法测定其中氯化胆碱的含量。

银电极可以根据电位不同进行终点判定。

二、仪器

ZDJ-5型自动电位滴定仪

216-01 银离子选择电极       217-01型参比电极

三、试剂

(1) 0.1 mol/l 硝酸银标准滴定溶液

(2) 因为使用的是超纯水，故空白为0

(3)样品1（50%硅型粉剂），样品2（50%玉米芯型粉剂）

四、实验步骤

准确称取0.7g试样（精确至0.0001g）,置于100ml容量瓶中，加水稀释至刻度，放置20min后过滤。准确移取25ml于100ml烧杯中，滴定。每组平行两次。

以质量分数表示的氯化胆碱的含量

计算公式：

     C（V-V0）×0.13963×4

X= ————————————  ×   100                 （1）

            M

C——硝酸银标准溶液的实际浓度（0.1mol/L）

V——试样消耗硝酸银标准溶液的体积ml

V0——空白试验消耗硝酸银标准溶液的体积ml

因为使用的是超纯水，故空白为V0=0

M——试样的质量（g）

0.13963——与1.00ml硝酸银标准滴定溶液相当的以克表示的氯化胆碱的质量。、

4——稀释倍数

五、结果计算

样品1（50%硅型粉剂）     样品质量：   0.7045   g

（1）终点电位：282.2  mV        消耗体积：6.384   ml

X=50.61%

样品2（50%玉米芯型粉剂）     样品质量：   0.7250   g

（1）终点电位：287.1  mV        消耗体积：6.573   ml

X=50.64%

六、讨论

1从滴定曲线图可以看出，利用预滴定模式测定氯化胆碱，滴定曲线电位变化大，终点电位对应于添加滴定剂体积的突跃很明显。

2滴定数据表明：用自动电位滴定法测定氯化胆碱含量，测得结果重现性较好。主要是该方法避免了人眼对指示剂颜色变化判定的误差。