一．WS60NH4043銨離子電極

   上世紀(jì)60年代，許多研究機(jī)構(gòu)與電極生產(chǎn)商開發(fā)出了離子選擇性電極(ISE)并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。從此，ISE日益成熟，成為快速和簡單的離子活度或濃度的測量方法。如今，ISE用戶可使用一系列可靠的電極、離子計(jì)與實(shí)用的選配件。大量的應(yīng)用被開發(fā)用于測定多種樣品中的離子濃度。例如，食品、飲料、水、環(huán)境、藥品、化學(xué)品、養(yǎng)殖、無線監(jiān)測等諸多領(lǐng)域。

   ISE的工作方式

   離子選擇性電極分為復(fù)合電極、單電池、三合一電極。ISE的敏感膜元件為離子選擇性膜，在不同離子濃度條件下可產(chǎn)生不同電位。因此，離子選擇性測量電極與參比電極之間的電位差發(fā)生相應(yīng)的變化，可使用離子計(jì)測量。這種電位差與溶液中的相關(guān)離子活度成正比。離子活度與樣品溶液的濃度和離子強(qiáng)度有關(guān)。常用的濃度單位為mol/L、mg/L或ppm。

    能斯特方程對離子活度與電位差測量值之間的關(guān)系：

   E=E0+2.3(RT/nF)•logai（ai=Ci•γ）

   E電極電位測量值，mVE0標(biāo)準(zhǔn)電位（特定電極常數(shù)），mV

   R氣體常數(shù)，J/molKT溫度，K（標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)溫度25°C(298.15K)）

   n離子電荷F法拉第常數(shù)，C/mol

   ai測量離子i的活度Ci測量離子i的濃度

   γ總離子強(qiáng)度影響系數(shù)

   ISE的選擇性

   離子選擇性電極對特定的離子測量活度敏感。但是，它們在一定程度上還對其它離子響應(yīng)。干擾離子的影響表示為選擇性系數(shù)K。示例：K(K+/Na+)=2.6•10?3對于鉀ISE而言，K+選擇性更高，K+與Na+的選擇性比值為1:2.6*10-3或385:1?？梢岳斫獬赦汭SE對于K+的選擇性是Na+的385倍。因此能斯特方程的延伸方式，將干擾離子對于ISE的電位測量值E的作用包含其中：

   E=E0+2.3(RT/niF)•log[ai+∑(Kij•ajni/nj)]

   ∑所有干擾離子j的所有Kij的總和

   Kij測量離子i相比于干擾離子j的選擇性系數(shù)

   aj干擾離子j的活度

   ni測量離子i的離子電荷

   nj干擾離子j的離子電荷

   電極的響應(yīng)時間

   達(dá)到99%穩(wěn)定電位所需的時間，在高濃度溶液中響應(yīng)很快，在低至檢測極限的溶液中則會需要若干分鐘。全新和良好ISE的正常響應(yīng)時間：

   晶體與玻璃膜：3至5分鐘

   聚合物膜：5至8分鐘中速攪拌

   離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑(ISA)

   用ISE進(jìn)行離子測量時，使用ISA溶液很重要。ISA溶液或總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑(TISAB)需要保持不同樣品與校準(zhǔn)液的離子強(qiáng)度相對一致。以相同比例添加ISA溶液至樣品與標(biāo)準(zhǔn)液中。關(guān)于如何選擇ISA溶液，請參閱相關(guān)資料。在大多數(shù)情況下，每100ml溶液添加2mlISA溶液便足以調(diào)節(jié)樣品與標(biāo)準(zhǔn)液的離子強(qiáng)度。

   常規(guī)測量應(yīng)用

     應(yīng)用與維護(hù)須知

   查閱ISE性能參數(shù)，確認(rèn)選購的產(chǎn)品是否與應(yīng)用環(huán)境相符；（如pH應(yīng)用范圍、溫度范圍、是否帶壓水體、現(xiàn)場有無電磁干擾、供電干擾、有機(jī)溶劑腐蝕等）

   使用前，請仔細(xì)閱讀操作手冊，

   活化與標(biāo)定：出廠前，傳感器已完成基礎(chǔ)活化和標(biāo)定驗(yàn)證；標(biāo)定前，請先準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備（如：離子計(jì)/mV計(jì)，燒杯、洗瓶、攪拌器、移液器、容量瓶等），通電活化傳感器24

   小時以上，再開始標(biāo)定操作。（實(shí)驗(yàn)室使用，建議定期標(biāo)定或每天使用前標(biāo)定，具體操作按實(shí)驗(yàn)室規(guī)范以及使用經(jīng)驗(yàn)）

   電極保存：短時間使用，干放或浸泡于純水中；長時間不用，浸泡于低濃度標(biāo)液中或保護(hù)帽中定期加水保證活性膜接觸到水或詢問供應(yīng)商。

   注意事項(xiàng)：

   標(biāo)定前、需確認(rèn)儀表通電連接電極浸泡于水樣或其他水溶液中超過24小時（浸泡超過48小時的電極，標(biāo)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性較好）。

   1.更換電極：當(dāng)電極斜率＜80%后，建議更換新的電極或膜頭；

   2.電極壽命：≥6個月（非嚴(yán)苛環(huán)境）；

   ISE維護(hù):

   不同類型的ISE需要采取不同的維護(hù)措施。在任何情況下，均需要小心處理敏感膜，以防發(fā)生任何機(jī)械損傷或化學(xué)變質(zhì)。請勿觸摸聚合物膜。設(shè)置中低攪拌速度，以免磁力攪拌轉(zhuǎn)子跳動。

   故障排除：

   出現(xiàn)問題時，請遵循系統(tǒng)性步驟確認(rèn)錯誤來源。逐一充分檢查測量系統(tǒng)中的問題，切勿盲目操作或盡快聯(lián)系供應(yīng)商獲取解決方案。

   ISE標(biāo)準(zhǔn)操作參考（數(shù)據(jù)設(shè)備：ION2000型在線離子計(jì)）

   儀表(選購)出廠均校準(zhǔn)過，產(chǎn)品合格證上都有記錄數(shù)據(jù)。（出廠默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)液10ppm、100ppm）（全新電極初次使用，需在自來水中浸泡活化1-2天）,若需要自己校準(zhǔn)、請按儀表說明書步驟操作：

   標(biāo)準(zhǔn)溶液使用次序，濃度從低到高、每個標(biāo)液電極浸泡時間約8分鐘，以mV信號穩(wěn)定為準(zhǔn)。

   誤差的產(chǎn)生與避免

   原理誤差：因離子電極的原理問題造成溫度1℃的變化、離子濃度大約將產(chǎn)生±2%的誤差、所以使用離子電極是需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)?，或校?zhǔn)與測試時，盡可能保證試驗(yàn)溫度一致；

   離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)：所有測試溶液中均需添加對應(yīng)等量ISA，以確保樣品和標(biāo)準(zhǔn)液具有相同的離子強(qiáng)度；（因電極測量活度受到離子強(qiáng)度影響，影響計(jì)算因子；如：活度a=濃度C×活度系數(shù)γ）

   標(biāo)液或樣品測量：最佳應(yīng)用為中低速攪拌測量；

   干擾離子或未知干擾物：請查閱相關(guān)離子選擇性電極干擾物影響程度、有效避免或合理補(bǔ)償；或咨詢ISE供應(yīng)商。

   在線電極的安裝與流速

   建議安裝方式：流通式安裝;

   流速控制：建議流速40L/h。

   注意事項(xiàng)：

   新電極斜率：

   一價離子：52~59mV/(NH4+、K+、Li+、NO3-、Cl-、F-、Br-、I-、BF4-、ClO4-、CN-、SCN-、Ag+、NH3、CO2、Na+)；

   二價離子：22~29mV/(Ca2+、Mg2+、Hardness、Cu2+、Ba2+、Pb2+、Cd2+、S2-)（25℃）；

   如果新電極斜率不在以上所述的范圍內(nèi)，執(zhí)行以下操作：

   1.準(zhǔn)備新配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液；氣敏電極更換電解液；

   2.純水清洗電極、檢查敏感元件、電極接線接頭等；

   3.重復(fù)標(biāo)定電極一遍；

   4.如果執(zhí)行以上操作后電極仍舊不合格，請與制造商技術(shù)服務(wù)部門聯(lián)系。

   在線離子選擇性電極性能參數(shù)表（0-1000ppm范圍內(nèi)測試性能優(yōu)）

   在線ISE應(yīng)用耗材