離子選擇電極在化工分析檢測中的應(yīng)用

沈博人(身份證號(hào)碼320102198711072035)

王丹萍(身份證號(hào)碼321121198502251029)

薛鑫(身份證號(hào)碼320103198612231017)

張騰飛(身份證號(hào)碼321002198410145814)

離子選擇電極在化工分析檢測中的應(yīng)用

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張騰飛(身份證號(hào)碼321002198410145814)

近年來，薄膜材料的發(fā)展非常迅速，各種適應(yīng)不同工作環(huán)境的敏感薄膜相繼研發(fā)問世。離子選擇性電極是基于特定薄膜具備的選擇性，采用電位法測量溶液中不同類型離子的活躍程度，并針對(duì)某種離子進(jìn)行代換的技術(shù)。本文將簡要分析和討論近年來離子選擇電極在化學(xué)分析領(lǐng)域中的應(yīng)用。

選擇電極；化學(xué)分析；檢測；應(yīng)用

離子選擇電極是近年來化學(xué)分析領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究方向，該技術(shù)的應(yīng)用被化工分析領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注，特別是在推進(jìn)溶液化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展作用尤為明顯，并以溶液化學(xué)分析技術(shù)基礎(chǔ)上逐漸運(yùn)用到工農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域。

1 離子選擇性電極的化工分析原理

離子選擇性電極是一種指示性電極，通過電位法對(duì)溶液中指定離子的活躍度測量，再對(duì)形成對(duì)敏感度弧線進(jìn)行分析判斷。只要是離子選擇性電極，都會(huì)有敏感膜，而且絕大多數(shù)離子選擇性電極都是膜電極。敏感膜是分離電解質(zhì)溶液的連接層，其決定著電極的選擇性，因此，離子選擇性電極分類通常是以敏感膜為基礎(chǔ)，結(jié)合敏感膜和液體之間的接觸角度、時(shí)間等進(jìn)行劃分，分為液膜電極、玻璃電極、氣敏電極等多種類別。

2 離子選擇電極在化工分析應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)

2.1 適應(yīng)各種工作環(huán)境

離子選擇電極能夠適應(yīng)各種工作環(huán)境，被應(yīng)用的范圍自然就會(huì)很廣。從技術(shù)角度來看，這種技術(shù)產(chǎn)生的離子基本可以覆蓋所有常見類型的離子。同時(shí)，專業(yè)技術(shù)人員還在不斷研究電極技術(shù)，擴(kuò)大了化工分析選擇范圍。進(jìn)行比較分析測試難度大的離子如鈉離子，鉀離子，鈣離子等也逐一完成分析。

2.2 化工分析結(jié)果快捷

離子選擇電極反應(yīng)速度快，能夠很快得到化工分析的結(jié)果。離子選擇電極操作簡單，反應(yīng)速度快，溶液狀況良好，操作過程中一邊分析一邊分離，不會(huì)影響原油物質(zhì)的反應(yīng)速度。例如，在鍋爐蒸汽冷凝水的Na+含量測定中，離子選擇電極比化學(xué)計(jì)量分析快約1400倍，大大提高了工作效率，節(jié)約大量時(shí)間，能很快得到分析結(jié)果。

2.3 使用成本較低

離子選擇性電極設(shè)備便宜，方便化工分析人員外出分析工作時(shí)攜帶。同時(shí)，可以制作相應(yīng)的形狀，尖端尺寸的離子選擇性電極裝置甚至可以直接插入血管，對(duì)血液進(jìn)行分析。因此，離子選擇電極器件不僅可以承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室測量工具的作用，而且可以用于連續(xù)測試和自動(dòng)化控制，也可用作環(huán)境監(jiān)測、生產(chǎn)控制、醫(yī)療測試等測試設(shè)備的部件，其成本較其他檢測設(shè)備低廉很多。

3 離子選擇電極化工分析檢測中的應(yīng)用

在離子選擇電極分析檢測方案中，最比較常見的兩種方法是電位滴定法和直接電位法。電位滴定則是運(yùn)用開發(fā)的電極原理進(jìn)行工作，關(guān)鍵是電極滴定的離子選擇性。而直接電位法是化工行業(yè)最為常用的方法，該方法是通過對(duì)含有電極電位的樣品溶液進(jìn)行直接測量，通過校準(zhǔn)曲線的幅度從而得到相應(yīng)的離子濃度信息。這兩種方法適用的檢測工作條件不同，有著自己各有的優(yōu)缺點(diǎn)，化學(xué)分析師在進(jìn)行化學(xué)分析之前要調(diào)查了解工作環(huán)境的特點(diǎn)，選擇最為合理的方法。本文將結(jié)合實(shí)際化工分析的工作經(jīng)驗(yàn)，綜合介紹陰離子分析、陽離子分析、其他不同有機(jī)物分析在化工檢測中的應(yīng)用。

3.1 陰離子在化工分析中的應(yīng)用

陰離子在運(yùn)用到化學(xué)分析過程中，通常使用氟離子電極來進(jìn)行分析。氟離子選擇電極在使用前,應(yīng)在低濃度F-溶液中浸泡(活化)約30min.使用時(shí),先用去離子水吹洗電極,在離子水中洗至電極的純水電位。將電極浸入去離子水中,在離子計(jì)上測量其電位。研究人員可以將陰離子電極法的檢測結(jié)果和化學(xué)檢測結(jié)果進(jìn)行比較，通過全方位比對(duì)，表明陰離子分析不僅可以滿足化學(xué)分析中常規(guī)檢測的要求，而且還彌補(bǔ)其他檢測方法的不足。

3.2 陽離子在化工分析中的應(yīng)用

在化工分析領(lǐng)域，陽離子選擇電極通常用于測定Ca2+，K+，Nα+等離子體，隨著膜技術(shù)的飛速發(fā)展，惰性電極已逐漸進(jìn)入研究范圍，投入化工行業(yè)使用。為了滿足化工行業(yè)的特殊要求，如飲料、食品等化工行業(yè)，可以對(duì)鈣離子進(jìn)行分析檢測自動(dòng)化處理，其在化工分析過程中充分運(yùn)用靈敏度高和選擇性自動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到良好的分析效果。

3.3 其他有機(jī)物在化工分析中的應(yīng)用

除了陰、陽離子在化工之外，其他有機(jī)物在化學(xué)分析中也具有很積極的作用。例如，當(dāng)檢測葡萄糖濃度時(shí)，可以使用聚苯胺葡萄糖氧化酶電極。通過將乙醇電極固定在檢測端，檢測白酒、啤酒、紅酒等酒精產(chǎn)物中的乙醇含量。碳電極可采用碳弧改性電極檢測方法，添加化學(xué)改性劑，在檢測過程中就可以按比例將化學(xué)裝飾劑應(yīng)用于化學(xué)裝飾生產(chǎn)過程中。

4 結(jié)語

由于電極分析方法具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，分析速度快，使用成本低，在化學(xué)分析領(lǐng)域越來越成為主流分析方法。為適應(yīng)中國目前化工行業(yè)的快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，化工分析師要跟上時(shí)代潮流，積極提高專業(yè)水平，不斷發(fā)現(xiàn)新電極，開發(fā)具體適用的電極材料，擴(kuò)大發(fā)展方向，為使電極分析方法在化工行業(yè)運(yùn)用更廣泛做出貢獻(xiàn)。

[1]黃儼.離子選擇性電極及其在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科技資訊,2005(9).

[2]沈愛平.離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]化工管理.2016(9).

[3]溫俊新.離子選擇性電極及其在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科技資訊，2016(4).

[4]劉新露.新型中性載體PVC膜離子選擇性電極及層層自組裝電流型免疫傳感器的研究[D].西南大學(xué),2010(4).