电位法与电分析方法

离子选择性电极(ion-selective electrode)

想象一位门童,只放一种客人进门,对其他所有人都礼貌地视而不见。离子选择性电极就是一位化学门童:它有一层特殊的膜,主要只对某一种离子产生响应——比如氟、钾或钙——而对溶液里挤在一起的其他离子大体上无动于衷。正因为这种挑剔,它能在杂乱的真实样品中挑出某一种离子的浓度。

正式地说,离子选择性电极(ISE)是一种指示电极,其膜产生的电位(理想情况下遵循能斯特关系)取决于某一种目标离子的活度。这层膜可以是玻璃(用于 pH 和钠)、单晶(氟化镧用于氟),也可以是含有可移动载离子体的高分子膜(用于钾、钙等许多离子)。以参比电极为基准读出后,电位即可换算成离子浓度。

它之所以重要,是因为 ISE 快速、便宜、便携、量程宽,且能直接在溶液中测离子而无需把它们分离出来——它们工作在血液分析仪、水质探头和现场检测盒里。需要诚实说明的是:选择性从来不是完美的——每支 ISE 都有选择性系数,描述竞争离子会带来多大干扰,忽视这些干扰物,是得到一个「自信而错误」数字的经典途径。

临床血气分析仪用一小排离子选择性电极——钠、钾、氯、钙各一支——于是一滴血在几秒钟内就给出四种离子的浓度,每支电极都被调校得对其他离子视而不见。

离子选择性电极是一层主要只对某一选定离子响应的膜。

选择性系数(常写作 K)量化干扰程度:某干扰离子的系数为 0.01,表示它的作用大约是目标离子的百分之一。系数越小越好;系数接近或大于 1,意味着该离子是严重的干扰物。

又称
ISE离子选择电极離子選擇電極membrane electrode