Типи індикаторних електродів
Електроди підрозділяються на оборотні та необоротні. Якщо змінити напрямок електричного струму в зовнішньому ланцюзі на протилежне, то на оборотному електроді протікає той же самий процес у зворотному напрямку, а на незворотному – інший процес.
По механізму виникнення потенціалу розрізняють іонно-металеві електроди – це електроди межфазного обміну іонами, редокс-електроди – це електроди межфазного обміну електронами (до них належать і газометалліческіе електроди); мембранні електроди.
Виділяють електроди 1-го, 2-го і 3-го роду.
Оборотні іонно-металеві або газометалліческіе електроди носять назву електродів першого роду. Електроди першого роду оборотні для катіонів Сі2 +, Zn2 +, Cd2 +, H + та аніонів для О2, С1 та ін.
Ионо-металевий електрод являє метал, що знаходиться в розчині своєї солі. Наприклад, для визначення електродного потенціалу Zn2 + / Zn ° пари застосовується електрод з цинку. Його потенціал залежить від активності катіона в розчині.
Всі газометалліческіе електроди конструктивно влаштовані однаково. Вони являють собою інертний метал (Ag, Au, Pt) з розвиненою поверхнею, добре проводить електричний струм і володіє каталітичними властивостями по відношенню до електродному процесу. Платинова пластинка електролітично покривається шаром мелкоді-
Сперсной платини з метою збільшення адсорбції газу поверхнею металу. Платина одночасно контактує з газом і розчином, що містить відповідні іони. У стандартному кисневому електроді платинова пластинка занурена в розчин лугу (NaОН, КОН), з активністю гідроксид-іонів, рівної 1 М. Тиск чистого кисню (або його парціальний тиск в суміші газів над розчином) становить 101,3 кПа.
Електроди другого роду є оборотними для аніонів С1, Вr-, I – і відображають їх активність у розчині. На існування оборотності в цих електродах було вперше зазначено Нернстом, він же дав і теорію цих електродів. Вони являють метали, покриті шаром нерозчинних солей цих металів, занурені в розчин солі з тим же аніоном, як і у нерозчинної солі. Прикладом може служити ртутний електрод, покритий шаром каломелі (Hg2C12), або срібний електрод, покритий шаром хлористого срібла (AgC1), занурені в розчин хлористого калію. При проходженні струму в одному напрямку, коли електрод є анодом, що виділяється іон хлору, з’єднуючись з металом електрода, утворює нерозчинну сіль, тобто як би хлор “осідає струмом на електроді”; коли ж електрод стає катодом, хлориди нерозчинної солі переходять в розчин. Ця якісна сторона явищ не дає, звичайно, повної картини відбуваються і говорить про те, що в такому електроді хлор є ніби металом, який вирізняється тільки знаком електрики його іона, що важливо тільки для загальної характеристики явища.
Ще складніше теорія оборотних електродів 3-го роду. Ці електроди запропоновані Лютером, як оборотні для металів, що виділяють водень із води і, отже, не можуть служити в металевому стані електродами. Прикладом слугуватиме свинцева пластинка, покрита шаром суміші солей сірчанокислого свинцю і сірчанокислого кальцію, занурена в розчин, що містить хлористий кальцій і насичений сірчанокислим свинцем і сірчанокислим кальцієм.
Мембранні електроди (іоноселективні електроди) – це електрохімічні системи, розділені на дві частини мембраною, що вибірково чутливої до певного виду іонів. Потенціал виникає на межі тонкого шару струмопровідного матеріалу і розчину в результаті іонного обміну між мембраною і розчином. Потенціал залежить тільки від концентрації визначуваного іона (рис. 9.1).
Останнім часом широко застосовують молекулярно-селективні електроди (ферментні електроди), що представляють собою ионо-селективні електроди, на зовнішній поверхні яких завдано іммобілізований фермент, здатний каталізувати перетворення одного єдиного субстрату з багатьох сотень і навіть тисяч близьких за хімічної природи речовин. Під дією ферменту відбувається реакція з певним субстратом, в результаті якої утворюється іон, до якого чутливий даний електрод. Такі електроди називаються ферментними. Наприклад, селективний електрод на сечовину складається з скляного електрода, покритого специфічним ферментом уреазою, під дією якого сечовина гідролізується до катіона амонію, концентрація якого фіксується селективним на іон водню скляним електродом. Принцип дії ферментних електродів розглянемо на прикладі пеніцилін-селективного електрода. Пеніцилін під дією ферменту пеніцилінази, який наносять на поверхню скляного електрода, піддається гідролізу з утворенням пенициллиновой кислоти, концентрація якої відповідає концентрації пеніциліну і визначає pH аналізованого розчину. Концентрація іона водню визначається за допомогою скляного електрода, на поверхні якого нанесений фермент. У клінічній практиці застосовують ферментні електроди для визначення глюкози, амінокислот, вітамінів та інших біологічно активних речовин.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)