Ионселективные электроды

В последнее десятилетие бурно развивается новая область физико-химического исследования — ионометрия. Основная задача последней — изучение и разработка различного рода ионоселективных электродов, обратимых по отношению к большому числу катионов и анионов. Кроме того, ионометрия — это также и практика использования электродов в химии, биологии, почвоведении, медицине, геологии, геохимии, океанологии и в технологии, в частности для автоматического контроля производственных процессов. Для создания новых типов подобных электродов применяют широкий набор таких электрохимически активных веществ, как жидкие и твердые иониты, моно- и поликристаллы, синтетические мембранно-активные комплексоны, элементорганические и другие соединения, проявляющие селективное действие относительно тех или иных ионов.
Ионселективные электроды делятся на:
1. электроды с твердой мембраной (F-, Cl-, Br-)
2. электроды с полимерной мембраной (NO3-, NH4+, K+, Ca2+)
3. электроды со стеклянной мембраной (Na+)
4. газо-чувствительные электроды (NH3, CO2, Nox)
5. электроды сравнения.
К числу мембранных электродов относят, прежде всего, давно известный стеклянный электрод, широко применяющийся для определения активности ионов водорода — измерения рН. В последние годы предложено много других мембранных электродов, посредством которых измеряют активность (концентрацию) различных ионов и проводят потенциометрическое титрование. Известны, например, электроды для определения ионов натрия, калия, кальция, магния, цинка, свинца, лантана, хлора, брома, йода, фтора, нитрата, перхлората.
Твердые мембранные электроды могут быть гомогенными и гетерогенными.
В гомогенных электродах материалом для изготовления мембран служат малорастворимые соединения, содержащие определяемые ионы. Так, для определения ионов серебра или сульфид-ионов применяют мембрану из сульфида серебра. Мембраны из фторидов редкоземельных элементов, например из фторида лантана, пригодны для определения ионов фтора.
Гетерогенные мембраны содержат...

Ионоселективные электроды очень чувствительны: пределы обнаружения ионов посредством этих электродов равны 10-5— 10-7 М.
Время установления равновесных потенциалов электродов колеблется от долей секунды до нескольких минут, что позволяет применять ионоселективные электроды для изучения термодинамики растворов электролитов (определения коэффициентов активности), а также для исследования кинетики химических реакций, диффузии и других процессов массопереноса в ионных средах. Особо важное значение приобретают ионоселективные электроды в медицине и биологии. С их помощью стало возможным следить за изменением ионного состава биологических жидкостей в динамике процессов, а также получать информацию о внутриклеточном изменении концентрации (активности) ионов Na+, K+, Са2+, Н+, Сl- и др.