電位分析及離子選擇性電極分析法課件

電化學(xué)分析及離子選擇電極法1

電化學(xué)分析概述2離子選擇電極法3電解質(zhì)儀器維護(hù)保養(yǎng)2023/7/101電化學(xué)分析概述1.定義利用物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)，測定化學(xué)電池的點(diǎn)位、電流或電量的變化進(jìn)行分析的方法。2023/7/102電化學(xué)分析分類（按照測量參數(shù)）電導(dǎo)分析法：以液體導(dǎo)電作為被測參數(shù)。電位分析法：測量電池電動(dòng)勢或電極電位來確定被測物質(zhì)濃度。（ISE）電解分析法：通過測量溶液中析出物重量來分析含量的濃度。庫倫分析法：測量點(diǎn)解過程中消耗的電量求出物質(zhì)濃度。伏安法：通過電解過程中的電流-電壓曲線計(jì)算待測物質(zhì)的濃度。2023/7/103按照國際純粹與應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(huì)（IUPAC）分類如下：既不涉及雙電層，也不涉及電極反應(yīng)的分析化學(xué)。（電導(dǎo)分析法等）。涉及雙電層現(xiàn)象，但不考慮電極反應(yīng)的分析化學(xué)。涉及電極反應(yīng)的分析化學(xué)。（點(diǎn)位分析法、電位滴定法等）2023/7/104離子選擇電極（ISE）法的概述定義：屬于電位分析法中的直接電位法。利用電極電位和離子活度的關(guān)系來測定被測離子活度的一種電化學(xué)分析法。ISE的基本結(jié)構(gòu)：①敏感膜：這是ISE最重要的組成部分，它決定著電極的性質(zhì)。其作用是是將溶液中特定離子的活度轉(zhuǎn)變成電位信號(hào)——膜電位。②內(nèi)導(dǎo)系統(tǒng)：內(nèi)參比電極（Ag/AgCl電極）、內(nèi)參比溶液（與待測離子相同的離子）。其作用在于將膜電位引出。

2023/7/1052023/7/107ISE法的理論基礎(chǔ)與測量原理1、能斯特方程式

能斯特方程式是根據(jù)熱力學(xué)原理推導(dǎo)出來的，表示電極電位與離子活度之間的關(guān)系。R為氣體常數(shù),T為絕對溫度，n為離子電荷數(shù)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)；為被測離子活度,K值因不同的電極而異，但測定條件一致時(shí)可視為常數(shù)。對陽離子取“+”號(hào)，陰離子取”-”號(hào)。2023/7/1082、ISE的工作原理電位分析法以測量電池電動(dòng)勢為基礎(chǔ)，其化學(xué)組成是以被測試液作為電解質(zhì)溶液，并于其中插入兩只電極：①指示電極（測量電極）：其電極電位與被測試液的活度有定量的函數(shù)關(guān)系。②參比電極：其電極電位相對恒定不變。（單個(gè)電極電位無法測量，必須將ISE電極與參比電極共同侵入待測樣品中，組成一個(gè)原電池通過測定原電池的電動(dòng)勢來得出ISE的電動(dòng)勢）。這樣就可以通過ISE的電動(dòng)勢（符合能斯特方程），來確定被測物質(zhì)的濃度。2023/7/109ISE的分析方法:標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配置一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，以測得的電動(dòng)勢（E）值與活度對數(shù)（㏒C）作圖，得E-㏒C標(biāo)準(zhǔn)曲線，在相同的條件下測定樣本的E值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線可得待測標(biāo)本的活度。標(biāo)準(zhǔn)比較法：在相同條件下測定電動(dòng)勢—標(biāo)準(zhǔn)液（Ex）和待測液（Es）,根據(jù)以下公式計(jì)算:Ex–Es=3.標(biāo)準(zhǔn)加入法：適用于體系復(fù)雜，且與標(biāo)準(zhǔn)液濃度有較大差異的待測液。先測定體積為Vx、濃度為Cx的待測液電動(dòng)勢E，然后在此溶液中加入體積為Vs的標(biāo)準(zhǔn)液，測量電動(dòng)勢為Es，以下公式計(jì)算：其中C△為濃度增量；△E=E2-E1;S=（標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率）。2023/7/1010ISE的線性范圍和檢測下限1.線性范圍

AB段對應(yīng)的檢測離子的活度（或濃度）范圍。檢測下限：圖中交點(diǎn)M對應(yīng)的測定離子的活度(或濃度)。離子選擇性電極一般不用于測定高濃度試液（<1.0mol/L），高濃度溶液對敏感膜腐蝕溶解嚴(yán)重，也不易獲得穩(wěn)定的液接電位。2023/7/1011離子選擇電極法分析中常見問題與注意事項(xiàng)①碘解磷定會(huì)使K測定降低。②枸櫞酸鹽、草酸、EDTA等不能用于Ca的測定。高濃度肝素會(huì)使K結(jié)果升高，Ca測定結(jié)果降低。文獻(xiàn)推薦使用甘素鋰。③溶血會(huì)使K測定升高。標(biāo)本冷藏后K測定也會(huì)增高。④Ca測定的結(jié)果為iCa（PH=7.4時(shí)，TCa≈2iCa），血開帽久置血中CO2逸出，PH升高致使iCa測定降低。⑤NaN3可明顯干擾Cl的測定。

2023/7/1012電解質(zhì)檢測中各項(xiàng)的意義：血清鉀：3.5-5.5mmol/L鉀在參與蛋白質(zhì)和糖的代謝，維持心肌和神經(jīng)肌肉正常的應(yīng)激性，維持酸堿平衡等方面起重要作用。降低：①鉀的攝入不足。②鉀的過度丟失。如嚴(yán)重的嘔吐、腹瀉及胃腸引流、腎臟疾?。I衰多尿期）等。③鉀的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移。如家族性周期性四肢麻痹、肌無力癥、給予大量葡萄糖等。④腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)。如醛固酮增多癥。⑤堿中毒。⑥藥物作用：a.長期使用大量腎上腺皮質(zhì)激素，如可的松、地塞米松等；b.使用利尿劑；c.大劑量注射青霉素。增高：①腎臟功能障礙。②細(xì)胞內(nèi)鉀的移出。如重度溶血反應(yīng)、燒傷、注射高滲鹽水或甘露醇使細(xì)胞脫水。③腎上腺皮質(zhì)功能減退。即阿狄森病。④酸中毒。⑤含鉀藥物及潴鉀利尿劑的過度使用。如注射大劑量青霉索鉀或長期應(yīng)用安體舒酮、氨苯喋嶺等。2023/7/1013血清鈉：135-145mmol/L鈉的生理功能是維持體內(nèi)的電解質(zhì)平衡、酸堿平衡和滲透壓平衡。降低①丟失過多。如嚴(yán)重嘔吐和腹瀉；大量使用利尿等②鈉的攝入量不足。如饑餓、營養(yǎng)不良、低鹽療法等。③酸中毒

。增高①腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)癥。如柯興綜合征、原發(fā)性醛固酮增多癥。②高滲性脫水癥。③鈉進(jìn)量過多。如注射高滲鹽水或進(jìn)食過量鈉鹽，且伴有腎功能失常時(shí)。④潴鈉性水腫。常見于心臟病、心力衰竭、肝硬化、腎病等。2023/7/1014血清氯:96—108mmol／L氯的主要生理功能與鈉相同，維持體內(nèi)的電解質(zhì)、酸堿平衡和滲透壓平衡。降低①體內(nèi)氯化物丟失過多：a.嚴(yán)重的嘔吐、腹瀉、胃腸道引流；b.糖尿病酸中毒；c.慢性腎功能衰竭等。②攝人氯化物過少：a.出汗過多，未補(bǔ)充食鹽；b.慢性腎炎，長期忌鹽飲食后；c.心力衰竭，長期限鹽并大量利尿后。增高①體內(nèi)氯化物排出減少：a.泌尿道阻塞、急性腎小球腎炎無尿者；b.腎血流量減少，如充血性心力衰竭。②攝人氯化物過多。③以換氣過度所致的呼吸性堿中毒。④高鈉血癥脫水時(shí)。2023/7/1015血清鈣：2.1—2.7mmol/L鈣主要存在于人體的骨骼和牙齒中，細(xì)胞外液中含量很少，但對維持正常的神經(jīng)肌肉應(yīng)激性、腺體分泌以及一些酶系統(tǒng)的活性特別在血凝過程中起重要作用。血鈣濃度通過骨骼、腎臟和腸道之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)，甲狀旁腺素(升高血鈣)、降鈣素(降低血鈣)

,當(dāng)骨骼和細(xì)胞外液鈣的動(dòng)態(tài)平衡被破壞時(shí)，就呈現(xiàn)出病態(tài)。降低甲狀旁腺機(jī)能減退癥、佝僂病、軟骨病、吸收不良性低鈣、慢性腎炎、尿毒癥、大量輸入檸檬酸鹽抗凝血后。增高甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)癥、維生素D過多癥、多發(fā)性骨髓瘤、腫瘤廣泛骨轉(zhuǎn)移、阿狄森氏病、結(jié)節(jié)病。2023/7/1016電解質(zhì)儀器維護(hù)與保養(yǎng)一、周保養(yǎng)：①檢查標(biāo)液用量，若標(biāo)液快用完或出現(xiàn)渾濁、