Electrod cu membrană

Schema unui electrod cu membrană

Un electrod cu membrană , numit și electrod ion-selectiv , ^[1] este un electrod capabil să măsoare concentrația unei specii specifice ionice sau chiar moleculare: această sensibilitate particulară reprezintă trăsătura principală a acestei clase de electrozi.

Schematic, electrozii cu membrană constau dintr-o carcasă care cuprinde un senzor metalic scufundat într-o soluție de referință de concentrație cunoscută și constantă. Partea sensibilă constă dintr-o mică membrană situată pe partea de jos a electrodului între ale cărei interfețe interne și externe se stabilește o diferență de potențial datorită diferenței de concentrație existente între soluția de referință și cea care conține analitul și în care este scufundat. electrod cu membrană. Funcționarea electrodului ion-selectiv este descrisă de ecuația Nicolskij-Pungor-Eisenman , o generalizare a ecuației Nernst mai cunoscută:

E=E_{0}\pm {\frac {RT}{nF}}ln(a_{i}+\sum _{j}K_{j}a_{j}^{n/n_{j}})

{\ displaystyle E = E_ {0} \ pm {\ frac {RT} {nF}} ln (a_ {i} + \ sum _ {j} K_ {j} a_ {j} ^ {n / n_ {j} })}

{\ displaystyle E = E_ {0} \ pm {\ frac {RT} {nF}} ln (a_ {i} + \ sum _ {j} K_ {j} a_ {j} ^ {n / n_ {j} })}

unde este:

E ₀ este o constantă a electrodului;
a _i activitatea analitului;
Kj _este coeficientul de selectivitate al electrodului;
a _j activitatea speciei j-th prezente în soluție și față de care electrodul are o sensibilitate mai mult sau mai puțin marcată;
n este sarcina ionică a analitului și n _{j este} sarcina j-a speciei de mai sus.

Coeficientul de selectivitate indică nivelul de specificitate al electrodului de membrană și variază de la valori de 10 ^-13 , tipice electrozilor de sticlă , la valori cuprinse între 10 ^-4 - 10 ^-7 pentru alți electrozi selectivi.

Există diferite tipuri de membrane care diferă atât în funcție de starea lor fizică, cât și în funcție de compoziția lor chimică:

Membranele solide
1. Un pahar , folosit de exemplu pentru determinarea ionilor Na ⁺ și H ⁺
2. Cristalin, cum ar fi cei sensibili la ioni precum F ^- , Pb ²⁺ și Cu ²⁺
3. Rășini schimbătoare de ioni , selective de exemplu către potasiu și diferiți cationi și anioni
Membranele lichide, formate din soluții de compuși organici în solvenți nemiscibili cu apă și susținute pe un solid
Electrozi enzimatici , formați dintr-o membrană care conține o enzimă al cărui produs de reacție (de obicei ioni H ⁺ sau OH ^- ) este măsurat de electrodul selectiv ionic real acoperit de membrana anterioară (un exemplu este electrodul selectiv de glucoză )

Electrozii cu membrană sunt potriviți atât pentru măsurători potențiometrice directe, cât și indirecte, dar selectivitatea lor mai mică în comparație cu electrozii clasici necesită o atenție deosebită pentru eventuale interferențe. De asemenea, necesită o calibrare constantă și o atenție deosebită în utilizare. Cercetările actuale vizează dezvoltarea unor electrozi cu membrană mai specifici și selectivi, precum și extinderea posibilelor specii chimice care pot fi analizate.

Electrozii cu membrană sunt utilizați în analizorii de medicină de laborator pentru a măsura electroliții conținuți în sânge .

Notă

^(EN) electrod selectiv de ioni (ISE) , IUPAC Gold Book

linkuri externe

( EN ) Electrode Membrane / Membrane Electrode (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul chimiei

Portalul de electrochimie

[1] (EN) electrod selectiv de ioni (ISE) , IUPAC Gold Book

[1]

V · D · M Electrod
Electrod	Electrod · Anod · Catod
Tipuri de electrod	Electrodul de primul fel Electrodul de al doilea tip Electrodul de al treilea tip Electrodul al patrulea tip Electrodul auxiliar Electrodul din sticlă Electrodul cu membrană
Electrozi de referință	Electrod de hidrogen standard · Electrod de Calomel
Electrozi de lucru	Ultramicroelectrod Electrod cu disc rotativ Electrod cu disc rotativ Inel Cadere suspendată de electrod de mercur Electrod de cadere cu mercur