电位分析法

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第621页（2879字）

在电位分析中，由指示电极和参比电极及被测溶液构成下列测量电池：

指示电极｜被测溶液‖盐桥‖参比电极

指示电极的电位随被测离子浓度的变化而变。参比电极的电位不受被测液组成变化的影响，保持恒定。

电池电动势服从能斯特(Nernst)公式：

式中 E——测量电池的电动势；

E⁰——常数；

C_x——被测离子的浓度。

电位法中，使用最多的指示电极是离子选择电极。

1．离子选择的性能参数及其测试方法

(1)检测限与响应斜率

以电池电动势(E)对响应离子的活度的负对数(Pa)作图，所得曲线称为校准曲线(图12．9－1)。在一定的活度范围内，校准曲线呈直线(CD)，所对应的活度范围称为电极的线性范围。直线的斜率称为电极的响应斜率。图中CD与．FG的外推线的交点A所对应的活度值称作离子选择电极的检测限。

图12．9－1 离子选择电极的校准曲线和检测限的确定

(2)电位选择性系数

电位选择性系数表示某一离子选择电极对多种不同离子的响应能力。可以用来估计电极对各种离子的响应情况及干扰的大小。

当被测液中有响应离子I^Z+和共存离子J^m+存在时，电极电位与离子活度的关系可表示为：

式中K_i．j称为电位选择性系数

(3)响应时间

离子选择电极与参比电极一起与被测液接触时算起，直至电池电动势达到稳定值(变化小于1mV)时为止所经历的时间称为实际响应对间。

2．离子选择电极的种类及性能

由于敏感膜的材料、性质和形式的不同，离子选择电极有多种类型。

(1)玻璃电极

用一种特定配方的玻璃吹制成球状的膜电极，敏感膜厚度约为0．1mm。也可以根据需要制成平板或锥状的玻璃敏感膜。改变玻璃的组成可以制成对不同离子响应的敏感膜。(表12．9－2)

表12．9－2 阳离子玻璃电极

(2)晶体电极

其敏感膜是用难溶晶体制成的，膜厚1～2mm，如LaF₃，Ag₂S，AgCl，AgBr，AgI等。

(3)流动载体电极

又称液膜电极，膜中的活性物质为液体。其载体可以在膜相中流动。如载体带有电荷，称为带电荷的流动载体电极；如载体不带电荷，则称为中性载体电极。

表12．9－3 列出晶体膜电极的品种及性能。

表12．9－3 晶体膜电极的品种和性能

表12．9－4和表12．9－5列出流动载体电极的品种及性能。

表12．9－4 带电荷的流动载体电极

表12．9－5 中性载体电极

(4)气敏电极

这是一种气体传感器。利用被测气体对某一化学平衡的影响，使平衡中的某特定离子的活度发生变化，再用离子电极反映该特定离子的活度变化，从而求得被测试液中气体的分压。

表12．9－6列出气敏电极的品种及性能。

表12．9－6 气敏电极的品种及性能

(5)酶电极

将生物酶涂布在电极的敏感膜上，通过酶催化作用，使待测物质产生能在该电极上响应的离子或化合物，从而间接测定该物质。

表12．9－7列酶电极的品种及性能。

表12．9－7 酶电极的组成及性能

3．离子选择电极测量仪器——离子计

离子选择电极，尤其是玻璃电极的内阻很高，因此测量仪器要采用高输入阻抗的电子毫伏计。通常根据需要将离子电极测量仪器设计为专用离子计或通用离子计。离子计的特点，主要技术特性及检定方法与pH计相似，可参阅本章第12．5节。

【参考文献】：

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