離子選擇性電極是一種化學(xué)傳感器，用于檢測特定離子濃度的變化。ISE常用于合成化學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生物科學(xué)領(lǐng)域。本文將介紹離子選擇性電極的原理、構(gòu)造和應(yīng)用。
1.原理
離子選擇性電極基于Nernst方程，該方程描述了電極中物質(zhì)濃度與電勢之間的關(guān)系。當(dāng)在離子選擇性電極表面卡住具有特定電荷和半徑的離子時(shí)，該離子將引起電位差變化。這是因?yàn)殡x子選擇性電極上的專用離子交換位點(diǎn)與被檢測離子之間的相互作用導(dǎo)致電極電勢的變化。
2.構(gòu)造
離子選擇性電極由三個(gè)組成部分構(gòu)成：敏感電極，內(nèi)部電極和參考電極。這三個(gè)電極構(gòu)成了一個(gè)電路，可以將熒光或電信號轉(zhuǎn)換為濃度或質(zhì)量單位。
(1)敏感電極
敏感電極包含極細(xì)的的離子交換膜，這些膜被設(shè)計(jì)成可以吸附和釋放具有特定電荷和大小的離子。當(dāng)被檢測離子與交換膜表面的離子交換位點(diǎn)相互作用時(shí)，敏感電極的電勢發(fā)生變化。這些交換膜通常由類似于PVC、光子等物質(zhì)制成。
(2)內(nèi)部電極
內(nèi)部電極位于電極的內(nèi)部，用于將敏感電極的電勢信號轉(zhuǎn)換為可測量的電信號。
(3)參考電極
參考電極通常是銀/銀氯化物電極，用于提供一個(gè)穩(wěn)定的電極電位，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度。
以上三個(gè)電極組成了離子選擇性電極電路，并帶來可靠的離子檢測。
3.應(yīng)用
ISE可以用于許多領(lǐng)域的離子檢測，其中包括醫(yī)學(xué)、環(huán)境、污水處理和工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。以下列出了ISE常見的一些應(yīng)用案例如下：
(1)醫(yī)學(xué)應(yīng)用
用于測量血液中的電解質(zhì)，如鈉、鉀、氯離子等，并用于診斷疾病、調(diào)節(jié)藥物治療等。常見的離子選擇性電極有pH電極、鈉離子電極、鉀離子電極、氯離子電極等。
(2)環(huán)境應(yīng)用
ISE可以用于監(jiān)測濱海和深海水中的多種離子和分子物質(zhì)，以及不同環(huán)境下的酸堿度、pH值。這有助于保護(hù)和控制水質(zhì)。
(3)污水處理應(yīng)用
ISE可以用于檢測污水中的離子濃度，從而評估污水處理過程的有效性。它還可以檢測水中的有機(jī)物和分子，以了解對水環(huán)境影響。
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