Lịch sử ngắn gọn của điện cực chọn lọc ion

* Loại điện cực chọn lọc ion. 1934 B. Rengill et al. quan sát thấy rằng các điện cực thủy tinh có chứa nhôm oxit hoặc boron trioxit cũng đáp ứng với natri. Vào cuối những năm 1950, G. Eisenmann và những người khác đã tạo ra các điện cực thủy tinh phản ứng với các cation khác ngoài các ion hydro. Năm 1936 H.J.C. Tandro quan sát phản ứng của màng huỳnh quang với Ca2+, và năm 1937 I.M. Koltov thử nghiệm điện cực ion halogen từ tấm bạc halogen. Năm 1961, hệ thống E. Pongo của Hungary đã phát triển các điện cực màng kết tủa, sử dụng cao su silicone, v.v., làm ma trận trơ, đáp ứng với nhiều ion bao gồm Ag+, S2- và các ion halogen. 1966 M.S. Frant và J.W. Ross ở Hoa Kỳ sử dụng lanthanum florua monocrystalline để tạo ra các điện cực flo ion có độ chọn lọc cao, một đóng góp quan trọng cho sự phát triển của các điện cực chọn lọc ion *; Năm sau Ross lại chế tạo thành điện cực ion canxi loại trao đổi ion lỏng. Trong khi đó, trường phái Simon ở Thụy Sĩ bắt đầu nghiên cứu về một loại điện cực quan trọng khác, điện cực màng trung tính, bằng cách điều chế các điện cực kali từ kháng sinh. Đến cuối những năm 1960, đã có khoảng 20 loại hàng hóa cho các điện cực chọn lọc ion, và kỹ thuật phân tích này cũng bắt đầu trở thành một ngành độc lập trong phương pháp phân tích điện hóa.

　　Lý thuyết cơ bản về điện cực chọn lọc ion

Khi một màng điện hóa tách hai dung dịch điện phân, nếu màng đi qua đồng nhất của bất kỳ ion nào và chỉ hoạt động để ngăn chặn sự pha trộn nhanh chóng của hai dung dịch, một tiềm năng khuếch tán từ sự khác biệt về nồng độ và độ chảy của các ion khác nhau trong dung dịch được tạo ra giữa các dung dịch ở hai bên của màng, được gọi là tiềm năng liên kết lỏng. Một trường hợp khác là nếu màng ngăn ít nhất một trong các ion này đi qua, cái gọi là điện thế Don-Nam được tạo ra. Màng nhạy cảm của điện cực lựa chọn ion là một loại màng thâm nhập chọn lọc, nó chỉ tương đối chọn lọc và không độc quyền đối với sự thâm nhập của các ion khác nhau, do đó, điện thế màng nằm giữa hai tình huống trên.

Giả thuyết cơ bản của lý thuyết TMS là: tổng điện thế của màng bao gồm ba phần, bằng tổng điện thế giao diện hai pha trên giao diện hai bên của màng và dung dịch và điện thế khuếch tán trong màng. Trên cơ sở này, một phương trình điện thế màng bao gồm các hạng Donnan và Handerson đã được xuất khẩu. Eisenmann và các cộng sự đã suy ra phương trình điện thế màng cho các loại điện cực khác nhau bằng cách giải phương trình dòng chảy Nölst-Planck.

Trong trường hợp màng điện cực chỉ cho phép các ion có cùng điện tích đi qua mà không cho phép các ion và phân tử dung môi có điện tích ngược lại đi qua, các ion đi qua màng đều có hành vi lý tưởng và dòng điện màng bằng không, có thể sử dụng một công thức thống nhất để biểu thị điện thế màng. Em：(1) Công thức a 媴 và a Đối với i Hoạt động của ion trong dung dịch 1 và 2; a 徾 và a Tổng số là N Trồng j Hoạt động của ion trong dung dịch 1 và 2; Zi và Zj Đối với ion i Với j Số điện tích; T Là nhiệt độ; R hằng số khí; F hằng số Faraday; Kij điện cực đến ion chính i So sánh với các ion khác j Hệ số lựa chọn. Khi các thành phần trong giải pháp 2 không thay đổi, a 徎 và a Công thức trên là phương trình Nikolsky-Eisenmann, phương trình cơ bản trong phân tích điện cực chọn lọc ion.

Nếu các điện cực có tính chọn lọc cao đối với i-ion, nghĩa là tất cả Kij đều gần bằng không, thì công thức trên trở thành: hình thức của nó phù hợp với công thức Nonstop *. Đây là lý do tại sao người ta đã quen với việc mô tả các đặc tính đáp ứng của các điện cực chọn lọc ion bằng cách sử dụng các mối quan hệ năng lượng.