電位法與電分析方法

離子選擇性電極(ion-selective electrode)

想象一位門童,只放一種客人進門,對其他所有人都禮貌地視而不見。離子選擇性電極就是一位化學門童:它有一層特殊的膜,主要只對某一種離子產生響應——比如氟、鉀或鈣——而對溶液裡擠在一起的其他離子大體上無動於衷。正因為這種挑剔,它能在雜亂的真實樣品中挑出某一種離子的濃度。

正式地說,離子選擇性電極(ISE)是一種指示電極,其膜產生的電位(理想情況下遵循能斯特關係)取決於某一種目標離子的活度。這層膜可以是玻璃(用於 pH 和鈉)、單晶(氟化鑭用於氟),也可以是含有可移動載離子體的高分子膜(用於鉀、鈣等許多離子)。以參比電極為基準讀出後,電位即可換算成離子濃度。

它之所以重要,是因為 ISE 快速、便宜、便攜、量程寬,且能直接在溶液中測離子而無需把它們分離出來——它們工作在血液分析儀、水質探頭和現場檢測盒裡。需要誠實說明的是:選擇性從來不是完美的——每支 ISE 都有選擇性係數,描述競爭離子會帶來多大干擾,忽視這些干擾物,是得到一個「自信而錯誤」數字的經典途徑。

臨床血氣分析儀用一小排離子選擇性電極——鈉、鉀、氯、鈣各一支——於是一滴血在幾秒鐘內就給出四種離子的濃度,每支電極都被調校得對其他離子視而不見。

離子選擇性電極是一層主要只對某一選定離子響應的膜。

選擇性係數(常寫作 K)量化干擾程度:某干擾離子的係數為 0.01,表示它的作用大約是目標離子的百分之一。係數越小越好;係數接近或大於 1,意味著該離子是嚴重的干擾物。

又稱
ISE离子选择电极離子選擇電極membrane electrode