Реферат: Ионоселективные электроды - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Ионоселективные электроды

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 31 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

13 МИНИСТЕРСТОВО ОБЩЕГО И ПРО ФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВ ЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Химический факультет кафедра физической химии РЕФЕРАТ Ионоселективные электр оды выполнил: студент 2 курса 4 группы Юденко Валерий проверил: Введенский Александр Викторович Воронеж 2000 Содержание Введение 3 История создания и оноселективных электродов 4 Ионоселективные элек троды 4 Электроды с твердыми мембранами 4 Лантанфторидный электрод 4 Сульфидсеребряные электроды 5 Галогенсеребряные и некоторые другие электроды на основе серебра 6 Электроды на осн ове сульфидов некоторых двузарядных металлов 7 Стеклянные электр оды 7 Электроды с жидким и мембранами 8 Электроды на осно ве жидких катионитов 9 Электроды на осн ове жидких анионитов 9 Нитрат - селективный электрод 10 Газовые электроды 11 Энзимные электроды 12 Заключение 13 Литература 14 Введение Для определения состава и свойств различных соединений и растворов используются химические, фи зические и физико-химические методы анализа. В некоторых случаях появля ется необходимость определять концентрацию различных ионов в растворе . Целью данной работы является рассмотрение ионоселективных электродо в: их разнообразие, изготовление, принцип действия, область применения д анных электродов, а также более подробное рассмотрение свойств мембран ного электрода, его особенности. История ионоселективных электродов Ионометрия в настоящее время представляет собой дост аточно широкую область науки и техники и играет не мало важную роль в ана литической химии. Основная задача ионометрии - изучение и разработка раз личного рода ионоселективных электродов. История развития мембранных электродов связана с исследованиями физ иологических процессов. В середине Х I Х века физиологи обнаружили возникновение между отдельными ч астицами организмов разности электрических потенциалов. Для понимая д ействия сложных биологических мембран химиками в конце Х I Х были созданы простейшие модели мембра н. В 1890 году Оствальд воспользовался понятием полупроницаемой мембраны д ля создания модели биологической мембраны и показал, что значение разно сти потенциалов в такой мембране можно считать предельным в случае жидк остного потенциала, когда подвижность одного из ионов равна нулю. В начале ХХ столетия была обнаружена способность стеклянной мембраны реагировать на изменение концентрации ионов водорода. Первые основные исследования потенциалов стеклянных мембран проведены Кремером и Габе ром. Ими же созданы и первые прототипы стеклянных и других электродов с т вердыми и жидкими мембранами. Первые стеклянные электроды для практического измерения рН в раствор ах были предложены в 20-х годах Юзом, Долом и Мак-Иннесом, Никольским и Шульц ем. В 50-х годах появились стеклянные электроды с функциями ионов щелочных металлов, их которых наибольшее практическое значение имеет натриевый стеклянный электрод. Жидкие мембраны, содержащие растворенный ионит, впервые изучали Соллн ер и Шин. Однако у этих мембран отсутствовала достаточная селективность по отношению к какому-либо определенному иону. [2] Ионоселективные электроды Ионоселективным электродом называется индикаторный или измерительный электрод с относительно высокой специфичностью к от дельному иону или типу ионов. Ионселективные электроды имеют следующие достоинства: они не оказыва ют воздействия на исследуемый раствор; портативны; пригодны как для прям ых определений, так и в качестве индикаторов в титриметрии. [3] В зависимости от типа мембраны ионселективные электроды можно раздел ить на следующие группы: · твердые электроды - гом огенные, гетерогенные, на основе ионообменных смол, стекол, осадков, моно- и поликристаллов; · жидкостные электроды на основе жидких ионитов хелатов - нейтральные переносчики, биологическ и активных веществ; · газовые и энзимные эле ктроды Электроды с твердым и мембранами Мембраны данного вида электродов представляют собой моно- или поликристаллы труднорастворимых в воде солей. В этих мембранах обычно один из двух составляющих соль ионов способен под действием элек трического поля перемещаться в кристаллической решетке по ее дефектам. Примерами могут служить мембраны из солей галогенидов серебра, которые обладают ионной проводимостью, осуществляемой ионами серебра. Поведен ие этих мембран, в простейших случаях, идентично поведению соответствую щих электродов второго рода (хлорсеребряного и каломельного). Тонкая пла стинка из монокристалла, например, хлорида серебра, может быть мембраной электрода, обратимой по отношению к иону Cl - , который закреп лен в кристаллической решетке. В то же время такой электрод обладает и ка тионной Ag + - функцией за счет постоянства произведения р астворимости ПР AgCl . Кристаллические мембраны отличаются очень высокой селективностью, п ревышающей селективность жидкостных электродов (с ионообменными вещес твами) на несколько порядков. Это связано с тем, что селективность у тверд ых кристаллических мембранных электродов достигается за счет вакансио нного механизма переноса заряда, при котором вакансии заполняются толь ко определенным подвижным ионом ( Ag + ), так как форма, размер, распределение заряд а вакансии соответствуют только определенному подвижному иону. К элект родам с твердой мембраной относятся: лантанфторидный электрод, сульфид серебряные электроды, галогенсеребряные электроды, электроды на основ е сульфидов (халькогенидов) некоторых двузарядных ионов металлов, стекл янные электроды. Наиболее совершенным и высокоселективным электродом для определения F - ионов я вляется монокристаллический лантанфторидный элект род . У этого электрода F - -функция сохраняется до концентрации ионов F - ~ 10 -5 — 10 -7 М, т.е. значительно меньшей, чем рассчи танная из литературных данных о растворимости фторида лантана. Это свой ственно и другим электродам на основе моно- и поликристаллов. Потенциал LaF 3 -электрода подчиняется уравнению Нернста в интервале концент раций 10 0 -10 -6 М.. Селективность LaF 3 -электрода в присутствии многих других анионов может быть о характеризована возможностью определения активности ионов F - при более чем 1000-кратных избытках галоген-ионов, NO 3 - PO 4 3- , HCO 3 - и других анионов. Существенно мешают определению а F - только катионы, дающие комплексы с фторидами ( Al 3+ , Fe 3+ , Ce 4+ , Li + , Th 4+ ) и анионы OH - . Как и для всякого электрода, поверхность лантанфторидного электрода может изменяться в результате реакций с веществам исследуем ого раствора. Например, в растворах, содержащих карбоксильные кислоты по верхность электрода и, соответственно, потенциал изменяются, за счет обр азования смешанных солей фторида и аниона карбоксильных кислот (поверх ность можно вернуть к первоначальному состоянию, после выдерживания эл ектрода в буферном и чистом растворах фторида натрия). Потенциал в конце нтрированных растворах устанавливается менее чем за 0,5 с, а при низких кон центрациях - до 3 мин. Стабильность потенциала F - -электрода достаточна для длител ьной работы без периодических калибровок (изменение потенциала пример но ±2 мВ в неделю). Применяют лантанфторидный электрод для определения пр оизведений растворимости, определение ионов F - в различных жидких средах и тверд ых веществах, для анализа биологических материалов, сточных вод, минерал ьных удобрений, фармацевтических средств. Сульфидсеребряные электроды - этот в ид электродов является универсальным, с одной стороны Ag 2 S является основой одного из первых гомоге нных кристаллических электродов с высокой избирательностью по отношен ию к ионам Ag + и S 2- , с другой стороны - Ag 2 S оказался превосходной инертной матрицей для кристалли ческих галогенидов серебра и многих сульфидов двузарядных металлов. Ag 2 S -электрод в раствор ах AgNO 3 обладает полной Ag + - функцией в интервале концентраций 10 0 -10 -7 М Ag + . Нижний концентрированный предел обусловлен нестабильнос тью растворов при концентрации ниже 10 -7 М Ag + . Одна ко можно измерить очень низкие концентрации свободных ионов Ag + в присутствии ко мплексообразователей, которые создают буферность раствора относитель но измеряемого иона. S 2- - функция экспериментально выполня ется в интервале от 10 -2 до 10 -7 М в сильнощелочных сульфидных растворах. На пот енциал рассматриваемого электрода влияют Hg 2+ и CN - ионы. Влияние ионов CN - обусловлено реакцией: 6 CN - + Ag 2 S = S 2- + 2Ag(CN) 3 2- В обычной конструкции ион селективного электрода с твердой мембранной внутренняя поверхность ме мбраны контактирует со стандартным раствором электролита, в который по гружен вспомогательный электрод, создающий обратимый переход от ионно й проводимости в электролите к электронной проводимости в металлическ ом проводнике. Однако удобнее внутренний контакт создавать с помощью тв ердых веществ (графит, металлы) - такие электроды называются твердофазными . Галогенсеребряные и некоторые другие электроды на о снове серебра - д ля оп ределения концентрации галоген-ионов используют электроды на основе с олей серебра (гомогенные электроды с твердыми мембранами или монокрист аллами, принципиально не отличаются от так называемых гетерогенных, мем браны которых содержат такие же труднорастворимые соли, внедренные в пл астическую матрицу). В данных электрода используют смеси твердых электр олитов Ag Х (Х- Cl , Br , I ) с Ag 2 S . При изготовлении Ag Х- Ag 2 S -электродов Ag Х в в иде тонкого порошка диспергирует в Ag 2 S . Последний из-за значительно меньшей растворимости (чем у галогени дов серебра) выполняет роль химически инертной матрицы. Ag 2 S относится к полупроводникам нестехиоме трического состава, у которых электрические характеристики зависят от условий получения образца и его чистоты. Эти особенности Ag 2 S сказываются на электропроводности мембран. Проводимость в Ag Х-мембранах осуществляется ио нами Ag + по дырочному механизму Френкеля. Мембранная фаза имеет постоянный состав, и диффузионный потенциал внутри мембраны равен нулю. Потенциал галоген серебряных электродов подчиняется уравн ению Нернста. Существует 3 типа Ag Х- электродов: первый - основу сос тавляет смесь Ag Х и Ag 2 S , такой состав устраняет недостатки AgBr - и AgCl - электродов и позволяет получить AgI -электрод , т.к. мембраны из чистого иодида серебра не устойчивы и легко рас трескиваются (это вызвано тем, что твердый иодид серебра в зависимости о т температуры и давления может находится в различных модификациях); второй - основу мембраны составляет смесь монокристаллов Cl и AgBr . Для AgI -электродов применяют смесь поликристаллических AgI и Ag 2 S ; третий - основу мембраны составляют осадки га логенидов серебра, внедренные в силиконовый каучук. Качество мембран за висит от природы и количества осадка, введенного в мембрану, и от способа образования мембранной поверхности. С AgCl - электродом можно определять ионы Cl - в интервале концентраций 10 -5 - 6 М. Для AgI -электродов нернстовская зависимость потенциала наблюдается до 10 -6 М I - . Потенциометрическое определение с галоген серебряным электродом осложняется присутствием в исследуемом раствор е сульфида, тиосульфата и цианата или восстановителей. Кроме галогенсер ебряных электродов используют и ионселективные CN - и SCN - - электроды. AgCl - электрод используют для определения Cl - ионов в мол оке, минеральных фосфатах, фармацевтическом производстве, при анализе г идроокиси калия, равновесных смесей. Электроды на основе сульфидов (халькогенидов) некото рых двузарядных ионов металлов - мембраны для этого вида электродов получают из смесей сульфида серебра и сульфида (халькогенида) соответствующего металла. На ибольшее значение для практики имеют: медный, свинцовый и кадмиевый элек троды. Медь - селект ивный электрод - электрод с твердой мембраной обратимый к ионам Cu 2+ , впервые получен ный Россом. Электрод создан на основе сульфидов меди и серебра. Ионы Cl - ( и Br - ) влияют на потенциал э лектрода из-за реакции, которая может протекать на поверхности мембраны: Ag 2 S + Cu 2+ + 2 Cl - = 2 AgCl + CuS Обратимый к ионам Cu 2+ электрод мож ет быть изготовлен также из низшего окисла меди Cu 2 S . Твердые Cu 2+ -электроды применимы для изучения систем, содержащих окисл ители и восстановители. Кроме кристаллического на основе Ag 2 S - CuS получены два других электрода: один с мембраной из CuS , внедренного в медный порошок, а дру гой с мембраной Cu 2 S - внедренного в силиконовый кауч ук. Медь - селективн ый электрод работает в интервале концентраций - от насыщенных до 10 -8 М. Интервал рН в котором могут функционир овать электроды лежит в области 2-8 и зависит от концентрации Cu 2+ ионов. Свинец - селективный электрод - полик ристаллическая мембрана свинцового электрода получена из смеси PbS и Ag 2 S путем прессования. Концентрационный интервал характерный для данного электрода - 10 0 -10 -7 М. Высок ое содержание ионов Cd 2+ и Fe 3+ приводит к наруш ению Pb 2+ - функции электрода. Халькогенидные электрод ы мало пригодны в прямых измерениях, но их используют при потенциометрич еском титровании свинца. Ионами, влияющими на потенциал свинцового суль фидного (халькогенидного) электрода гомогенного и гетерогенно типа, явл яются Ag + , Hg 2+ , Cu 2+ , Fe 3+ , S 2- , I - . Pb 2+ - электрод используют для определения SO 4 2- ионов. [2] Кроме потенциометрического титрова ния сульфатов Pb 2+ - электрод можно применять для определени я ионов C 2 O 4 2- , CrO 4 2- , Fe ( CN ) 6 4- , WO 4 2- . Pb 2+ - электрод используют при определения свинца в морской воде, а так же в газах, крови. Кадмий - селективный электрод - электрод с твердой мембраной, селективный по отношению к и онам Cd 2+ , п олучают прессованием смеси CdS и Ag 2 S . Диапазон определ ения ионов Cd 2+ - 10 0 -10 5 М Cd 2+ . Кадмиевый электрод имеет ограниченную обла сть рН, в которой он работает как строго обратимый к ионам Cd 2+ . В щелочных растворах ограничение функции электрода связано с обра зованием гидроокиси кадмия. Cd 2+ -электроды используют при потенциометрическом титровании и для оп ределения сульфидов в жидкостях бумажного производства. Стеклянные электроды - наиболее расп ространенные электроды. С помощью данного вида электродов определяют р Н растворов. Существуют стеклянные электроды которые позволяют опреде лить концентрацию ионов Na + , K + . В основе теории стеклянного электрода леж ит представление о том, что стекло - это ионообменник, который может вступ ать в ионообменное взаимодействие с раствором. Стекло при этом рассматр ивается как твердый электролит. Стекло, состоящее из окислов натрия, кал ьция, кремния, обладает резко выраженным специфическим сродством к иона м Н + . Вследствие этого при соприкосновении с водными растворами в поверхностном слое стекол образуется слой, в котором ионы Na + оказываются почти полностью замещенными на ионы Н + . Поэтому мембранный электрод, изготовленный из такого стекла, обладает Н + -функцией. Вв едение в состав стекла окислов бария, цезия, лантана и замена натрия на ли тий значительно расширяет диапазон Н + -функции стеклянного электрода. Введение же окислов алюминия и бора знач ительно снижают Н + -функции стеклянног о электрода. Таким путем удалось создать ионселективные стеклянные эле ктроды для ионов Na + , K + , Li + , Ag + . Продолжительность функционирования стек лянного электрода определяется рядом факторов - состав стекла, толщина р Н-чувствтельного поверхностного слоя мембраны, температура и состав ра створа, в котором электрод используется. Разрушение стекла водными раст ворами происходит в результате сорбции воды стеклом и глубокое ее прони кновение в толщу. Коррозионному действию щелочных растворов, образующи хся при экстракции щелочных компонентов стекла, подвергается и горлово е стекло. Кремнекислородная сетка испытывает воздействие с обеих сторо н мембраны. В конце концов развиваются трещины, приводящие к нарушению ф ункции электрода. [4] Для защиты электрода от разрушения необходимо храни ть его в воде, так как в воде происходит выщелачивание связанных ионными силами основных компонентов стекла и замена их ионами водорода, в резуль тате чего на поверхности стекла образуется слой гидролизованного крем незема, предохраняющий стекло от дальнейшего разрушения. Факторы, влияющие на работу тверды х мембранных электродов. Для достижения теоретических функций в электродах с твердыми мембранами необходимо, что бы все тверд ые соединения, входящие в фазу мембраны, находились в равновесии с анали зируемом раствором. Этого не произойдет, если ионы, присутствующие в ана лизируемом растворе, реагируют с отдельными компонентами мембраны. Наи более типичной реакцией, характерной для мембран, содержащих галогенид ы серебра, является образование мене растворимой серебряной соли. Для эл ектрода с мембраной из смеси сульфидов серебра и меди обнаружен более сл ожный характер влияния, связанный с образованием новой твердой фазы. Есл и электрод оказался в растворе, ионы которого приводят к образованию нов ой твердой фазы, то вернуть электрод в прежнее состояние можно выдержав его в растворе с высокой концентрацией соответствующих ионов. Электроды с жидкими мембранами Жидкая мембрана - это слой растворителя, который не дол жен растворяться в исследуемом растворе. Устойчивость мембраны повыша ется, если к тому же органическая жидкость обладает высокой вязкостью. Н изкая диэлектрическая проницаемость жидкого органического вещества с пособствует ассоциации ионов в фазе мембраны. Высокая селективность к о пределяемому иону требует большой стабильности ионного комплекса, на к оторую влияет растворитель. Для создания электродов с жидкими мембрана ми используют многие органические вещества, либо чистые, либо в соответс твующем растворителе. Общее свойство всех этих соединений - способность селективно связывать некоторые небольшого размера ионы, образуя нейтр альные ионогенные группы с ионами противоположного знака заряда (в жидк ом ионообменнике) или заряженные комплексы с нейтральными группами орг анической природы. Жидкие мембраны разделяют две водные фазы. На границе между мембраной и раствором происходит быстрый обмен между свободными ионами в растворе и ионами, связанными органическими группами в фазе мем браны. Селективность электрода зависит от избирательности этого ионно го процесса. В электродах с жидкими мембранами к мембранному веществу предъявляет ся одно требование, так как если какой-либо ион способен вообще существо вать в фазе мембраны, то он в ней будет двигаться по закону диффузии, и поэ тому проблема обеспечения подвижности интересующего иона в мембране с ама собой разрешается. Селективность жидких мембран будет определятьс я ограничением внедрения посторонних ионов в поверхность мембраны. Так как жидкая фаза находится в контакте с водными растворами, она должна бы ть нерастворимой в воде и иметь низкое давление паров, чтобы избежать ин тенсивного ее испарения. Эти требованиям могут отвечать жидкие органич еские вещества обладающие сравнительно большим молекулярным весом и н изкими диэлектрическими проницаемостями. К электродам с жидкими мембранами относятся: электроды на основе жидки х катионитов; на основе жидких анионитов. Электроды на основе жидких катионитов Электродно-активными веществами, определяющими кати онную функцию мембранных жидкостных электродов, являются органические высокомолекулярные кислоты и их соли с карбоксильной, сульфо-, фосфорно- и тиофосфорнокислыми группами. Низкая катионная селективность электро дов присуща мембранам содержащим органические сульфокислоты. Гораздо большую селективность проявляют жидкие катионообменные мембран, получ енный на основе солей фосфорных и тиофосфорных органических кислот в ор ганических растворителях. Жидкостные электроды на основе дитизонатов Дитизонаты - вещества, сп особные давать хелаты с металлическими катионами в растворах в четырех хлористом углероде, бензоле, хлороформе. проявляют нер нстовскую зависимость потенциалов и высокую селективность по отношени ю к ионам Cu 2+ , Pb 2+ , Zn 2+ , Hg 2+ , Ag + . Кальций - селективный электрод - наиболее широко иссле дованы Са 2+ -электроды на основе кальци евых солей диэфиров фосфорной кислоты, в качестве растворителей исполь зуют диоктилфенилфосфонат. Этот электрод функционирует в концентрацио нном интервале 10 -1 -10 -5 М Са 2+ , при рН=6-11. Са 2+ -электрод действует в присутствии ПАВ, ан ионов гуминовой кислоты, салицилата, фталата, фенола, мочевины. [2] Область применения Са 2+ -электродов - определен ие коэффициентов активности ионов Са 2+ ; определение жесткости воды; определение растворимости Са SO 4 и СаСО 3 ; исследование ассоциа ции Са SO 4 и MgSO 4 в морской воде. Электрод, селективный по отношению к сумме катионов кальция и магния - в качестве жидкостных ионообменников применяли фосфорорганические кислоты, в качестве растворителя - децило вом спирте. Эти электроды способны обнаруживать нернстовскую зависимо сть потенциала от суммарной концентрации ионов Са 2+ и Mg 2+ в интервале 10 -1 -10 -4 М. Данный электрод использ уют для определения жесткости воды. Жидкие иониты с активными группами, содержащими серу, должны были бы об ладать высокой селективностью относительно ионов тяжелых металлов, ко торые образуют труднорастворимые сульфиды.[1] Электроды на основе жидких анионитов Если использовать активные группы с положительным за рядом, то можно получить селективные электроды с анионной функцией. В от личие от катионселективных электродов, почти все анионоселективные эл ектроды получены на основе солей аминов и четвертичных аммониевых осно ваний, являющихся типичными жидкими анионообменниками. Эти электроды м огут быть использованы для следующих анионов: ClO 4 - , SCN - , I - , NO 3 - , Br - , Cl - . Возможность изготовления электродов определяется тем, в какой степени экстрагирую тся аминокислоты органической фазой. Для плохо экстрагируемых полярны х глицина и аланина не удалось изготовить электрод. [4] Существует несколько разновидностей электродов с жидким анионитом. Н итрат - селективный электрод как наиболее распространенный из них будет рассмотрен более подробно. Перхлорат - селективный электрод - эл ектрод функционирует как обратимый по отношению к ClO 4 - иону в интервале концентраций 10 -1 -10 -4 при рН=4-11. Концентрацию ClO 4 - ионов нельзя обнаружить в присутствии следующих ионов: MnO 4 - , IO 4 - , ReO 4 - , SCN - . Фосфат - селективный электрод - приме няют для определения активности HPO 4 2- в разбавленных растворах в интервале рН=7,0-7,5. Тетрафторборат - селективный электрод - некоторый электроды, содержащие фенантролиновую хелатную групп у, можно использовать для определения BF 4 - в растворах. В области концентраций 10 -3 -10 -1 М потенциал электро да отвечает на изменение концентрации BF 4 - . Электроды с мембранами, содержащими о-фенантролиновую группу, применяли для потенциометрического определения бора, предвари тельно переведенного в тетрафторборат. Нитрат - селективный электрод Для ионометрического определения нитрат - иона как сильногидрофобног о аниона мембрана должна содержать сильногидрофобный катион. В первом н итратном электроде в качестве такого катиона использовался металлфена нтролиновый комплексный катион V (мембранный растворитель нитро- n -цимол). Этот электрод можно применять для определения нитрат - и онов в интервале рН 4-7. В других нитратных электродах ионообменниками слу жат соли тетраалкиламмония, например нитрат аммоний - органического ион а XIII . Наиболее лучшим является э лектрод с возобновляемой поверхностью мембраны, в котором жидкий ионоо бменник состоит из нитрата кристаллического фиолетового VII , растворенного в нитробензоле. Нитратны е электроды чувствительны так же к нитрит - иону, мешающее влияние которо го можно устранить при помощи сульфаминовой кислоты. Нитратные электроды находят применение главным образом для контроля о бъектов окружающей среды. Определения нитратов в растения мешает прису тствие больших количеств хлоридов, удалить которые можно, пропуская ана лизируемый раствор через ионообменную смолу Dowex 50-X8 . При анализе растительных объектов ионометрический метод, основанный на нитровании 3,4-диметилфенола после извлечения нитратов из проб методом восстановите льной дистилляции. При определении же нитрат-ионов в почвах потенциомет рия с использованием ионселективных электродов уступает спектрофотом етрическому методу. Нитратные электроды можно применять для определен ия оксидов азота после перевода в нитраты при окислении (например, под де йствием пероксида водорода). Газовые электроды Газовый электрод включает ионоселективный электрод и сравнительный электрод, контактирующие с небольшим объемом вспомога тельного раствора, который отделен от исследуемого раствора газовой пр ослойкой или гидрофобной газопроницаемой мембраной. Существует два ви да газовых электродов. Первый - ионоселективный и сравнительный электро д погружены в небольшой объем раствора определенного состава, отделенн ого от исследуемого раствора гидрофобной газопроницаемой мембраной. Д ля этого вида электродов используют два вида мембран - гомогенные, предс тавляющие собой пленку полимера, в которой растворяется диффузионный г аз, и гетерогенные, микропористые, в которых газ диффундирует фактически через воздух, заполняющий поры. В качестве мембран используют - силиконо вый каучук, тефлон, полипропилен. Микропористые мембраны обладают лучши ми диффузионными характеристиками по сравнению с гомогенными. Второй т ип - в нем газопроницаемая мембрана заменена газовой прослойкой. В этом э лектроде для удержания электролита на поверхности индикаторного элект рода и создания стандартной по толщине пленки в электролит вводят ПАВ ил и весь раствор впитывается слоем геля. В электроде с гидрофобной мембран ой не требуется обновлять слой электролита на мембране индикаторного э лектрода после каждого измерения; электрод можно использовать в услови ях протока; на показания электрода практически не влияют механические п омехи (например, сотрясение); полимерная пленка защищает электрод от воз действия воздуха. В электроде с газовым зазором можно изменять толщину слоя электролита, изменяя давление головки электрода на полимерную мем брану; слой электролита на индикаторном электроде очень тонок, это значи тельно сокращает время отклика электрода; диффузия газа в воздушной про слойке происходит гораздо быстрее, чем в мембране из полимера; из-за отсу тствия прямого контакта электрода с образцом значительно возрастает с рок жизни электрода. Одним из наиболее распространенных электродов, явл яется электрод с чувствительным элементом на аммиак. Эта электродная система включает катионоселективный э лектрод и гидрофобную мембрану, проницаемую для аммиака, но не проницаем ую для таких ионов, как Na + , K + , NH 4 + . Мембрана отделяет исследуемый щелочной раствор от внутренне го раствора 0,1М NH 4 Cl , в который погружен стеклянный рН-электр од и хлорсеребряный электрод сравнения. Диффузия аммиака через мембран у вызывает изменение рН раствора, находящегося между мембраной и стекля нным электродом, который регистрирует это изменение рН. Электроды для оп ределения кислорода и углекислого газа используют преимущественно в м едицине. Энзимные электроды Энзимные электроды подобны мембранным электродным с истемам, чувствительным к газам. Существенное различие заключается в им мобилизации энзимов на индикаторной поверхности электрода. Успешность применения энзимного электрода зависит от иммобилизации энзима в слое геля. Существует несколько способов иммобилизации энзимов: энзим может быть закреплен в гидрофильной мембране, или поперечно связанные молеку лы энзима сами образуют мембрану; энзим может быть химически связан с по верхность мембраны; возможна так же сополимеризация с другими энзимами или протеинами; образование микрокапсул в жидкой углеводородной мембр ане с помощью ПАВ. [4] При иммобилизации энзимов необходимо следить, чтобы не происходило процессов ведущих к денатурации ферментов, для этого нео бходимо измерять активность иммобилизованных энзимов, прежде чем испо льзовать их любой индикаторной системе. Выбор индикаторного устройств а в энзимном электроде зависит от того, какие вещества образуются в резу льтате ферментативной реакции (в любом случае применяют так же один из т вердых или жидких ионоселективных электродов). Наиболее распространенными среди энзимных электродов являются - элек трод для определения глюкозы и для оценки концентрации мочевины. Сущест вуют так же электроды для определения концентрации мочевой кислоты, ами нокислот. Энзимный электрод для определения глюкозы - существуют несколько методов для определения глюкозы, и кото рых спектрофотометрический и электрохимический часто применяются для измерения концентрации глюкозы в биологических жидкостях. Большинство электрохимических методов основано на измерении скорости реакции фер ментативно-катализированной системы. Один из методов основывался на то м, что за изменением концентрации глюкозы следили оп уменьшению концент рации кислорода, измеряемого кислородным электродом. Для оценки содерж ания D -глюкозы применяют друго й электрохимический метод - вольт-амперометрию на постоянном токе. Один электрод представляет собой систему, являющуюся и катализатором, в кото рой энзим (глюкозооксидаза) иммобилизован в матрице из полиакриламидно го геля на платиновой сетке, другой электрод - платина. При пропускании по стоянного тока через элемент глюкоза окисляется (при рН= const ), и измеряется потенциал системы. Энзимный электрод для оценки концентрации мочевины - э нзимный электрод для определения мочевины в растворах или биологическ их жидкостях может быть сконструирован на основе NH 4 + - селективного стеклянного эле ктрода., внешняя поверхность мембраны которого обрабатывается соответ ствующим образом для удержания фермента. Один из типов энзимного электр ода сконструирован с применением слоя акриламидного геля, в котором фик сировалась уреаза, на поверхности стеклянной мембраны. Когда такой элек трод помещали в раствор, содержащий мочевину, субстрат диффундировал в г елевый слой иммобилизованного энзима и подвергался гидролизу в соотве тствии с уравнением: CO(NH 2 ) 2 + H 3 O + + H 2 O уреаза 2NH 4 + + HCO 3 - Образующийся NH 4 + регистрировался NH 4 + - селективным стеклянным элект родом. Уреазный электрод (содержащий фермент - уреаза) обладает хорошей с табильностью, но на его работу влияют ионы Na + , K + . Замена внешн ей целлофановой мембраны способствовала бы уменьшению влияния этих ио нов, но тогда бы возникала проблема с диффузией субстрата. Для удаления н е желательного влияния ионов натрия и калия, в исследуемый раствор добав ляли алое количество смолы (1-2 г на 50 мл раствора), и после перемешивания сме си измеряли потенциал электрода. Другие попытки элиминировать мешающе е влияние ионов на функцию энзимного электрода заключались в использов ании в качестве основы для них газовых электродов ( NH 3 - чувствительного электрода с воздушным промежутком). С помо щью газового NH 3 - чувствительного электрода Родже рс и Пул определяли аммиак, получающийся при гидролизе мочевины в присут ствии уреазы. Подобный же электрод применяли при измерении количества м очевины в сточных водах, а также в водных растворах и сыворотке крови авт оматизированным методом в потоке. Заключение Ионоселективные электроды применяют не только в хими ческой промышленности, но и в медицине. Обладая рядом достоинств, электр оды не лишены недостатков. Так некоторые электроды не могут быть использ ованы в присутствии определенного сорта ионов (например, перхлорат-селе ктивнй электрод не может обнаруживать ClO 4 - в присутствии следующих ионов MnO 4 - , IO 4 - , ReO 4 - , SCN - ). Главным достоинством ионоселективных электродов явля ется то, что они не оказывают влияния на исследуемый раствор. Литература 1. "Ионселективные эле ктроды". Под ред. Р. Дарста. Пер. с англ. - канд. хим. наук А.А.Белюстина и В.П. Проз е, - под ред. доктора хим. наук, проф. М.М. Шульца 2. Никольский Б.П., Матерова Е.А. "Ионоселективные электроды" -Л.: Химия, 1980.- 240 с., ил. (Методы аналитической химии) 3. Корыта И., Штулик К. "Ионоселективные электроды": Пер. с ческ. - М.: Мир,. 1989. -272 с., ил. 4. Лакшиминараянайах Н. "Мембранные электроды": Пер. с англ. / Под ред. канд. хим. наук А.А. Белюстина.- Л.: Хи мия, 1979.- 360 с., ил. - Нью-Йорк. Академик Пресс, 1976.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Просмотрел декларации о доходах чиновников и их семей.
Практически все находятся на иждивении у жен.
Может в этом году выберем лучше их в госдуму.
Опять же не будет претензий по логике принимаемых законов.
А если разрешить им одеваться как на фотосессии, то и репортажи с заседаний будут популярнее любого телесериала.
Я и название подходящее придумал для партии: Единый бюст России.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Ионоселективные электроды", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru