離子分析儀的工作原理
2023-12-28
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工作原理
離子分析儀主要采用離子選擇電極測量法來(lái)實(shí)現精確檢測的。儀器上的電極:氟、鈉、鉀、離子鈣、鎂、和參比電極。每個(gè)電極都有一離子選擇膜,會(huì )與被測樣本中相應的離子產(chǎn)生反應,膜是一離子交換器,與離子電荷發(fā)生反應而改變了膜電勢,就可檢測液,樣本和膜間的電勢。膜兩邊被檢測的兩個(gè)電勢差值會(huì )產(chǎn)生電流,樣本,參考電極,參考電極液構成“回路”一邊,膜,內部電極液,內部電極為另一邊。
內部電極液和樣本間的離子濃度差會(huì )在工作電極的膜兩邊產(chǎn)生電化學(xué)電壓,電壓通過(guò)高傳導性的內部電極引到到放大器,參考電極同樣引到放大器的地點(diǎn)。通過(guò)檢測一個(gè)精確的已知離子濃度的標準溶液獲得定標曲線(xiàn),從而檢測樣本中的離子濃度。
溶液中被測離子接觸電極時(shí),在離子選擇電極基質(zhì)的含水層內發(fā)生離子遷移。遷移的離子的電荷改變存在著(zhù)電勢,因而使膜面間的電位發(fā)生變化,在測量電極與參比電極間產(chǎn)生一個(gè)電位差。
一般常用電極結構:
電極特點(diǎn):氟電極是一種玻璃毛細管電極用來(lái)測定液體樣本中的鈉離子濃度,
主要結構:電極套:透明塑料。
測量毛細管:鈉敏感玻璃。
電極室:密封的,內充滿(mǎn)鈉電極液。
電極芯:Ag、Agcl
鈉電極特點(diǎn):
鈉電極是一種玻璃毛細管電極用來(lái)測定液體樣本中的鈉離子濃度,
主要結構:電極套:透明塑料。
測量毛細管:鈉敏感玻璃。電極室:密封的,內充滿(mǎn)鈉電極液。
電極芯:Ag、Agcl鉀電極特點(diǎn):鉀電極是一種膜電板,也是用來(lái)測量樣本中的鉀離子濃度。主要結構:電極套:透明塑料。測量毛細管:鉀離子敏感膜。
電極室:密封的,內充滿(mǎn)K+液。電極芯:Ag/Agcl
參比電極特點(diǎn):參比電極是連接樣本和信號地的一個(gè)裝置。
主要結構:參比電極由兩部分組成:參比電極套和參比電極芯。參比電極套中的參比液在以參比電極芯與樣本之間形成一個(gè)鹽橋,每次測量開(kāi)始時(shí),參比液被注入參比電極套中,同時(shí)有一小部分參比液由玻璃毛細管中滲入測量室,從而在樣本和參比電極芯之間形成鹽橋,參比電極芯在電信號地和參比液之間形成回路。
測量過(guò)程:離子選擇式電極,電極內含有已知離子濃度的電極液,通過(guò)離子選擇電極膜與樣本中相應離子相互滲透,從而在膜的兩邊產(chǎn)生膜電位,樣本中離子濃度不用,產(chǎn)生的電位信號的大小也不同,通過(guò)測量電位信號大小就可以測知樣本中離子的濃度。
電極內液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產(chǎn)生電化學(xué)電位,這個(gè)電位可由電極取出,輸往放大器的輸入端,放大器的另一個(gè)輸入端與參比電極連接并接地,電極電壓可進(jìn)一步放大。形成電壓差,決定著(zhù)被測樣本的離子濃度。