時(shí)間:2019年02月23日 分類:科學(xué)技術(shù)論文 次數(shù):
摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,化工行業(yè)也有了很大的進(jìn)步。對于化工分析這個(gè)領(lǐng)域來說,敏感膜不僅應(yīng)用廣泛,類型也更加豐富,而任何的離子選擇性電極都有一個(gè)敏感膜,因此,隨著敏感膜的發(fā)展,離子選擇性電極的應(yīng)用價(jià)值也逐漸凸顯出來。描述了離子選擇性電極的原理和類型,以及離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的優(yōu)勢和具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:離子,選擇性電極,化工分析,領(lǐng)域
由于每一個(gè)離子選擇性電極都需要有敏感膜,所以敏感膜的發(fā)展,也帶動了離子選擇性電極的發(fā)展。離子選擇性電極因?yàn)槠涮攸c(diǎn),使得它在化學(xué)分析領(lǐng)域中,具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí),離子選擇性電極的發(fā)展對于環(huán)境保護(hù)、生物科學(xué)、工農(nóng)業(yè)以及醫(yī)藥科學(xué)等多種領(lǐng)域都有積極影響。雖然,目前離子選擇性電極的研究已經(jīng)有了非常大的進(jìn)展,但是離子選擇性電極在測量離子的類型方面依然有不完善的地方,同時(shí),還有很多地方有待提高。因此,對離子選擇性電極的更深入的研究就顯得尤為重要。
1離子選擇性電極的原理
離子選擇性電極是指示電極的一種。離子選擇性電極其實(shí)是把特制的薄膜的選擇性作為基礎(chǔ),應(yīng)用電位法來測量溶液中各種不同類型的離子的活躍度,并且使某種離子的代換得以實(shí)現(xiàn)。膜電位原理是離子選擇性電極應(yīng)用到的基本原理,而能斯特公式是離子選擇性電極的主要的基本公式。
2離子選擇性電極的分類
離子選擇性電極最主要的組成部分是敏感膜。敏感膜其實(shí)就是一種連接層,這個(gè)連接層能夠?qū)㈦娊赓|(zhì)溶液分離。因?yàn)槊舾心Q定電極的選擇性,所以離子選擇性電極的分類是以敏感膜為準(zhǔn)的。要按照敏感膜與液體接觸的方式劃分。如果敏感膜與溶液直接接觸,稱之為原電極;如果敏感膜與溶液間接接觸,也就是利用某種介質(zhì)與溶液接觸,則稱之為敏感化離子選擇性電極。總體來說,離子選擇性電極類型非常多,比如玻璃電極、酶電極、難溶鹽固體膜電極、氣敏電極以及液膜電極等等。
2.1玻璃電極
玻璃電極應(yīng)用的是一價(jià)的陽離子選擇性電極,是化工分析領(lǐng)域當(dāng)中,最早被應(yīng)用到的離子選擇性電極。
2.2酶電極
酶電極也被叫做酶底物電極,它的選擇性很高。酶電極的制作過程也非常簡單,它的應(yīng)用范圍也非常廣泛,不僅能檢測出無機(jī)物的含量,對于有機(jī)物的含量也能夠檢測出來。其中,固化酶的反應(yīng)速率非常快,性能也非常穩(wěn)定,被廣泛的用于各個(gè)領(lǐng)域的檢測工作當(dāng)中。因此,科研人員對于酶電極的研究十分重視,目前,酶電極占離子選擇性電極的比例有明顯增大的趨勢。
2.3難溶鹽固體膜電極
難熔鹽固體膜電極主要應(yīng)用的是陰離子選擇性電極,電活性難溶無機(jī)鹽是它的敏感膜的主要組成成分。
2.4氣敏電極
氣敏電極也叫隔膜電極,是用來檢測化學(xué)反應(yīng)中釋放出來的一些氣體的。應(yīng)用到了界面化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中的敏化電極,溶液中被測量的氣體只有通過薄膜才能進(jìn)入到電解質(zhì)溶液中,從而開展對其的測量工作。
2.5液膜電極
液膜電極主要應(yīng)用的是液體膜,基本上是用來測量液體中等價(jià)陽離子和等價(jià)陰離子的。
3離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的優(yōu)勢
離子選擇性電極的特點(diǎn)決定了其在化工分析領(lǐng)域有重要地位。這里對離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的優(yōu)勢做出簡要的分析。
3.1適用范圍廣
從理論的這一角度而言,利用離子選擇性電極是可以制取出各種離子的;從技術(shù)的這一角度而言,利用離子選擇性電極這一技術(shù)可以制取出大部分的離子,因此,離子選擇性電極適用的范圍非常廣泛。而且目前,科研人員并不滿足于這一技術(shù)可以制取大部分離子的現(xiàn)狀,還在為提升電極制備技術(shù)、擴(kuò)大離子選擇性范圍積極地研究著,對于很難測量的離子比如鈣離子、鉀離子、鈉離子等的研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。這將使得離子選擇性電極的適用范圍更加廣泛。
3.2響應(yīng)迅速
應(yīng)用離子選擇性電極這一技術(shù)時(shí),操作非常的簡單。對于分離操作可以刪減,不需要破壞原本的溶液條件,這也就使得響應(yīng)的速率相對于先前的技術(shù)得到了很大的提高。比如在測量鍋爐蒸汽凝結(jié)水中Na+含量的實(shí)驗(yàn)中,利用離子選擇性電極這一技術(shù)要比化學(xué)分析的響應(yīng)速率快了大約1400倍。在工作效率得到提高的同時(shí),也非常有效得降低了工作所需的成本。
3.3成本比較低
離子選擇性電極設(shè)備的價(jià)格很低,所以應(yīng)用離子選擇性電極這一技術(shù)的成本也就很低。這在一定程度上通過降低測量工作的成本,也就在一定程度上提高了經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3.4方便攜帶
離子選擇性電極設(shè)備可以被制作成各種各樣的形狀。目前還存在針尖大小的離子選擇性電極設(shè)備,它甚至能夠插進(jìn)血管之中,進(jìn)而,對于離子選擇性電極設(shè)備的攜帶就非常的方便。而這種攜帶方便的特點(diǎn),就使得離子選擇性電極具有非常高的靈活性,不局限于工作地點(diǎn),可以在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮其重要作用。
3.5兼容性很強(qiáng)
因?yàn)殡x子選擇性電極設(shè)備比較簡單,所以它可以跟其他的設(shè)備聯(lián)動著使用,也就是有很強(qiáng)的兼容性。這樣,離子選擇性電極設(shè)備不止能夠在實(shí)驗(yàn)室測量中起到重要作用,還可以應(yīng)用到更多的領(lǐng)域當(dāng)中,比如醫(yī)用體內(nèi)檢測、環(huán)境監(jiān)測等等。
4離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的具體應(yīng)用
離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用是非常廣泛的,其中主要包括陽離子、陰離子、有機(jī)物在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用。
4.1陽離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用
陽離子選擇性電極不僅一般應(yīng)用于對鈣離子、鉀離子、鈉離子等離子的檢測工作,還可以應(yīng)用于對棕櫚油中的銅離子的含量的檢測工作。對陽離子來說,對鈣電極的研究經(jīng)歷的時(shí)間是最長的,它在化工分析領(lǐng)域中的檢測技術(shù)也越來越成熟。最近幾年,對于食品等的化工行業(yè)的要求更加嚴(yán)格了,科研人員在自動化檢測鈣離子方面進(jìn)行了多次的研究和嘗試,使得它在選擇性和敏感度方面都有了很大的進(jìn)展,使用壽命方面也得到了提高,研究也已經(jīng)有了比較理想的成效。
4.2陰離子選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用
一般而言是選用氟離子作為電極的,目前對于氟離子的檢測方法還是比較成熟的。同時(shí),電極法也可以檢測出溴離子、氯離子、碘離子等離子。對于生乳中碘離子含量的檢測,科研人員對電極法和化學(xué)法這兩種方法進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相對而言,利用微量化學(xué)法進(jìn)行檢測需要的時(shí)間更長,并且在重現(xiàn)性的方面有一定的局限性,不能滿足常規(guī)檢測的要求,然而這些不足都可以通過電極法得以有效的彌補(bǔ)。
4.3有機(jī)選擇性電極在化工分析領(lǐng)域中的應(yīng)用
不僅僅是無機(jī)選擇性電極,有機(jī)選擇性電極在化工分析領(lǐng)域當(dāng)中,也有著非常重要的價(jià)值。比如可以利用聚苯胺葡萄糖氧化酶電極對葡萄糖的含量進(jìn)行檢測工作;也可以通過固化乙醇來檢測啤酒、白酒等酒精制品中的乙醇的含量。此外,還可以通過利用碳弧修飾電極檢測方法進(jìn)行檢測工作。這種新型的修飾電極在實(shí)施檢測工作的過程當(dāng)中,并不會與檢測發(fā)生相互間的融合,而且這種修飾電極制作起來也非常簡單,只需要添加一點(diǎn)點(diǎn)的化學(xué)修飾劑就可以制作出來了,并且,這種方法還有很強(qiáng)的適用性,操作起來也非常簡單。
5結(jié)語
離子選擇性電極由于具有適應(yīng)范圍廣泛、響應(yīng)迅速、成本低廉、攜帶方便、兼容性強(qiáng)等種種優(yōu)勢,在化工分析領(lǐng)域中具有非常高的重要性。雖然至今為止,離子選擇性電極的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)非常高端化,但是,目前離子選擇性電極這一技術(shù)還有待提高,依然有離子不能通過離子選擇性電極這一技術(shù)來檢測出來。這就需要科研人員對其的進(jìn)一步研究,期待更加完善的離子選擇性電極技術(shù)和設(shè)備,積極研究出更多的新型電極,為化工分析領(lǐng)域以及多種領(lǐng)域做出更大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]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(26):174.
[2]姜雪蓮,姜寧.國內(nèi)化工分析技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展淺析[J].中國化工貿(mào)易,2014(11):65-65.
[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,2015,32:91—92.
[4]宋闖,景麗潔,金晶,等.離子選擇性電極在藥物分析中的應(yīng)用[J].山東化工,2002,02:13—15.
[5]陳執(zhí)中.離子選擇性電極測定法在中草藥分析研究中的應(yīng)用[J].中成藥研究,1978,03:38-43.
[6]樊振龍.有關(guān)軋機(jī)變速箱振動故障的診斷分析[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2015(11):138-139.
相關(guān)期刊推薦:《化工管理》雜志(月刊)創(chuàng)刊于1986年,是國家新聞出版總署正式批準(zhǔn)的唯一化工企業(yè)綜合管理類期刊,面向國內(nèi)外公開發(fā)行。她是《中國核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫》、《中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價(jià)數(shù)據(jù)庫》來源期刊,《萬方數(shù)據(jù)-數(shù)字化期刊群》全文收錄期刊、科技部重慶維普咨詢網(wǎng)《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》等全文收錄期刊。