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離子選擇性電極是一種化學傳感器，用于檢測特定離子濃度的變化。ISE常用于合成化學、環(huán)境科學和生物科學領(lǐng)域。本文將介紹離子選擇性電極的原理、構(gòu)造和應(yīng)用。
1.原理
離子選擇性電極基于Nernst方程，該方程描述了電極中物質(zhì)濃度與電勢之間的關(guān)系。當在離子選擇性電極表面卡住具有特定電荷和半徑的離子時，該離子將引起電位差變化。這是因為離子選擇性電極上的專用離子交換位點與被檢測離子之間的相互作用導致電極電勢的變化。
2.構(gòu)造
離子選擇性電極由三個組成部分構(gòu)成：敏感電極，內(nèi)部電極和參考電極。這三個電極構(gòu)成了一個電路，可以將熒光或電信號轉(zhuǎn)換為濃度或質(zhì)量單位。
(1)敏感電極
敏感電極包含極細的的離子交換膜，這些膜被設(shè)計成可以吸附和釋放具有特定電荷和大小的離子。當被檢測離子與交換膜表面的離子交換位點相互作用時，敏感電極的電勢發(fā)生變化。這些交換膜通常由類似于PVC、光子等物質(zhì)制成。
(2)內(nèi)部電極
內(nèi)部電極位于電極的內(nèi)部，用于將敏感電極的電勢信號轉(zhuǎn)換為可測量的電信號。
(3)參考電極
參考電極通常是銀/銀氯化物電極，用于提供一個穩(wěn)定的電極電位，確保測量結(jié)果的準確性和精度。
以上三個電極組成了離子選擇性電極電路，并帶來可靠的離子檢測。
3.應(yīng)用
ISE可以用于許多領(lǐng)域的離子檢測，其中包括醫(yī)學、環(huán)境、污水處理和工業(yè)等多個領(lǐng)域。以下列出了ISE常見的一些應(yīng)用案例如下：
(1)醫(yī)學應(yīng)用
用于測量血液中的電解質(zhì)，如鈉、鉀、氯離子等，并用于診斷疾病、調(diào)節(jié)藥物治療等。常見的離子選擇性電極有pH電極、鈉離子電極、鉀離子電極、氯離子電極等。
(2)環(huán)境應(yīng)用
ISE可以用于監(jiān)測濱海和深海水中的多種離子和分子物質(zhì)，以及不同環(huán)境下的酸堿度、pH值。這有助于保護和控制水質(zhì)。
(3)污水處理應(yīng)用
ISE可以用于檢測污水中的離子濃度，從而評估污水處理過程的有效性。它還可以檢測水中的有機物和分子，以了解對水環(huán)境影響。
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