Obecné aspekty iontově selektivních elektrod
Iontově selektivní elektrody jsou potenciometrická čidla reagující selektivně na aktivity iontů v roztocích podle Nikolského-Eisenmannovy rovnice:
(1)
kde Ei je potenciál iontově selektivní elektrody, E0 je tak zvaný standartní potenciál iontově selektivní elektrody, ai je aktivita indikovaného iontu, KijPot je koeficient selektivity iontově selektivní elektrody vůči j-tému iontu vzhledem k iontu indikovanému, aj je aktivita j-tého interferujícího iontu, zi je náboj indikovaného iontu a zj je náboj j-tého interferujícího iontu, n ve znaménku sumy znamená n druhů iontů, R je plynová konstanta, T je absolutní teplota a F je Faradayova konstanta.Pro praktické účely je vhodné použít výraz s dekadickým logaritmem:
(2)
Z hlediska praktického měření je vhodné aby byl při měření příspěvek interferujících iontů zanedbatelný to jest aby platilo:
(3)
Pak lze rovnici 3 přepsat do tvaru
(4)
Pro seriová měření je výhodou ,pokud zůstává aktivitní koeficient konstantní. Mezi aktivitou iontu a jeho koncentrací platí vztah
ai = ci.γi. (5)
Rovnici lze pak přepsat na vztah
(6)
Pokud udržujeme aktivitní koeficient po dobu měření konstantní lze napsat:
(7)
Pokud měření probíhá zároveň při stejné teplotě pak lze rovnici 7 přepsat na tvar:
(8)
K tomuto účelu se užívá přídavků indiferentních elektrolytů, které neovlivňují stanovení ale zajistí konstantní iontovou sílu po dobu měření. Některé speciální směsi elektrolytů (TISAB, SOAB) nejen fixují konstantní iontovou sílu měřených roztoků ale maskují například ionty, které by stanovení rušily.
První známou iontově selektivní elektrodou byla skleněná pH elektroda na bázi sodnovápenatých skel. Při měřeních závislosti potenciálu elektrod na pH v roztocích hydroxidu sodného, hydroxidu draselného nebo lithného vykazují elektrody tzv. alkalickou chybu. Tato alkalická chyba je typickým příkladem interferujících iontů sodných, draselných a lithných na funkci skleněné pH elektrody. Ovlivnění potenciálu pro sodné, draselné a lithné ionty je pro jednu a tutéž elektrodu různé a je dáno právě velikostí koeficientů selektivity vůči jednotlivým iontům vzhledem k iontům vodíkovým pro jednotlivou pH elektrodu. Pokud složení takové skloviny změníme tak, že vápníkový ion nahradíme iontem hlinitým zvýší se interference sodného iontu natolik, že se sklovina začíná chovat jako sklovina citlivá na sodné ionty. Na této bázi se vyrábějí sodíkové iontově selektivní elektrody.
Tel: +420 481 325 857, Tel/Fax: +420 481 313 200, Mobile: +420 775 325 857