1.晶体膜电极(氟电极) 氟离子选择性电极是目前最成功的氟 Ag-AgCl 单晶膜电极,其结构如右图: 内参比 离子选择膜电极 电极 F、CI 内参比 敏感膜:(氟化镧单晶) 溶液 掺有EuF2的LaF3单晶切片; 氟化镧 单晶膜 内参比电极: Ag-AgC电极(管内) 内参比溶液:0.1mo的NaCl和010.01mo的NaF混 合溶液(F用来控制膜内表面的电位,CH用以固定内参比 电极的电位)。 2021/2/23 生命科学学院 12
2021/2/23 生命科学学院 12 氟离子选择性电极是目前最成功的 单晶膜电极，其结构如右图： 敏感膜：(氟化镧单晶) 掺有EuF2 的LaF3单晶切片； 内参比电极：Ag-AgCl电极(管内)。 内参比溶液：0.1mol/L的NaCl和0.10.01mol/L的NaF混 合溶液（F -用来控制膜内表面的电位，Cl-用以固定内参比 电极的电位）。 1.晶体膜电极（氟电极）
原理 LaF3的晶格中有空穴,在晶格上的F可以移入晶格邻近 的空穴而导电。对于一定的晶体膜,离子的大小、形状和电 荷决定其是否能够进入晶体膜内,故膜电极一般都具有较高 的离子选择性。 当氟电极插入到F溶液中时,F在晶体膜表面进行交 换。25℃时 9膜=K-0.0591gaF-=K+0.059pF 具有较高的选择性,需要在p5~7之间使用,p高时, 溶液中的OH与氟化镧晶体膜中的F交换,pH较低时,溶液 中的F生成H或H2。 2021/2/23 生命科学学院 13
2021/2/23 生命科学学院 13 LaF3的晶格中有空穴，在晶格上的F -可以移入晶格邻近 的空穴而导电。对于一定的晶体膜，离子的大小、形状和电 荷决定其是否能够进入晶体膜内，故膜电极一般都具有较高 的离子选择性。 当氟电极插入到F -溶液中时，F -在晶体膜表面进行交 换。25℃时： 膜 = K - 0.059 lgaF -= K + 0.059 pF 具有较高的选择性，需要在pH5～7之间使用，pH高时， 溶液中的OH-与氟化镧晶体膜中的F -交换，pH较低时，溶液 中的F -生成HF或HF2- 。 原理
2.玻璃膜(非晶体膜)电极 刚性基质电极 非晶体膜电极,玻璃膜的组成不同可 导线 制成对不同阳离子响应的玻璃电极。 绝缘帽 H响应的玻璃膜电极:玻璃电极其玻 下端部是由特殊成分的玻璃吹制而成球状璃 玻璃电极杆 薄膜。膜的厚度为01mm 膜 Ag-AgC1电极 玻璃管内装一定pH值(pH=7)的缓电 内充液 冲溶液和插入Ag/AgC电极作为内参比极 电极。 玻璃膜 2021/2/23 生命科学学院 14
2021/2/23 生命科学学院 14 非晶体膜电极，玻璃膜的组成不同可 制成对不同阳离子响应的玻璃电极。 H+响应的玻璃膜电极：玻璃电极其 下端部是由特殊成分的玻璃吹制而成球状 薄膜。膜的厚度为0.1mm。 玻璃管内装一定pH值（pH= 7）的缓 冲溶液和插入Ag／AgCl电极作为内参比 电极。 2.玻璃膜（非晶体膜）电极 -----刚性基质电极
膜}溶液 这种玻璃的结构为 维固体结构,网格由 ○最 带有负电性的硅酸根骨 架构成,Na+可以在网格 中移动或者被其他离子 所交换,而带有负电性 ○ 的硅酸根骨架对H+有较 ·◎ 强的选择性。 界面 H+GI=HGI O-Si-O-Nat H+GI= H++ GI SiO2基质中加入Na2O、LiO和CaO烧结而成的特殊玻 璃膜。玻璃组成不同,种类不同,目前有H,Na+,K+, Ag+,Li+的玻璃电极。以常用的pH玻璃电极为例 2021/2/23 生命科学学院 15
2021/2/23 生命科学学院 15 SiO2基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧结而成的特殊玻 璃膜。玻璃组成不同，种类不同，目前有H+ ，Na + ，K + ， Ag + ，Li +的玻璃电极。以常用的pH玻璃电极为例。 这种玻璃的结构为 三维固体结构，网格由 带有负电性的硅酸根骨 架构成，Na+可以在网格 中移动或者被其他离子 所交换，而带有负电性 的硅酸根骨架对H+有较 强的选择性。 O O -O-Si-O-Na+
玻璃膜电位的形成 玻璃电极使用前,必须在水溶液中浸泡,生成三层结 构,即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层: 内部缓中溶液内水合硅层|千玻鸡层|外水合往胶层外部试滚 a21|0010n180~100m0110uma H+H 干玻璃 外 ■水泡前→干玻璃层 ■水泡后一→水化凝胶层小Na+与H+进行交换→形成双电层→产生电位差 →扩散达动态平衡→达稳定相界电位(膜电位) 2021/2/23 生命科学学院 16
2021/2/23 生命科学学院 16 玻璃电极使用前，必须在水溶液中浸泡，生成三层结 构，即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层： 玻璃膜电位的形成 外部试液 a外 内部参比 a内 水 化 层 干玻璃 Ag+AgCl ◼水泡前→干玻璃层 ◼水泡后→水化凝胶层→Na +与H +进行交换→形成双电层 →产生电位差 →扩散达动态平衡→达稳定相界电位(膜电位）