В последнее десятилетие бурно развивается новая область физико-химического^ исследования — ионо-метрия. Основная задача последней — изучение и разработка различного рода ионоселективных электродов, обратимых по отношению к большому числу катионов и анионов. Кроме того, ионометрия — это также и практика использования электродов в химии, биологии, почвоведении, медицине, геологии, геохимии, океанологии и в технологии, в частности для автоматического контроля производственных процессов. Для создания новых типов подобных электродов применяют широкий набор таких электрохимически активных веществ, как жидкие и твердые иониты, моно- и поликристаллы, синтетические мембрано-ак-тивные комплексоны, элементорганические и другие соединения, проявляющие селективное действие относительно тех или иных ионов.
Время установления равновесных потенциалов электродов колеблется от долей секунды до нескольких минут, что позволяет применять ионоселективные электроды для изучения термодинамики растворов электролитов (определения коэффициентов активности), а также для исследования кинетики химических реакций, диффузии и других процессов массопере-носа в ионных средах. Особо важное значение приобретают ионоселективные электроды в медицине и биологии. С их помощью стало возможным следить за изменением ионного состава биологических жидкостей в динамике процессов, а также получать информацию о внутриклеточном изменении концентрации
(активности) ионов Na+, K+, Са2+, Н+, СГ и др.
Введение..................... 3
Глава I. Общая теория мембранных потенциалов .... 8
Глава II. Электроды с жидкой и пленочной мембранами . . 18
II. 1. Общие положения............... 18
II. 2. Электродная селективность жидких мембран и методы
определения коэффициентов электродной селективности 26
Равновесный фактор.............. 26
Кинетический фактор............. 36
Методы определим я коэффициентов электродной селективности .................. 43
II. 3. Электроды на основе жидких катионитов...... 48
Кальций-селективный электрод.......... 49
Электрод, селективный по отношению к сумме катионов кальция и магния............ 51
Цинк-, медь-, свинец-, кадмий-, сурьма- и таллий-селективные электроды............. 52
II. 4. Электроды на основе жидких анионитов...... 54
Галоген-селективные электроды......... 56
Нитрат-селективный электрод.......... 59
Перхлорат-селективный электрод......... 61
Тетрафторборат-селективный электрод....... 62
Роданид (тиоцианат)-селективный электрод .... 63
Фосфат-селективный электрод.......... 64
Карбонат- и бикарбонат-селективные электроды ... 65
Электроды, селективные к ограническим ионам ... 67
П. 5. Электроды на основе мембрано-активных комплексонов
«нейтральных переносчиков» ......... 70
Теоретические предпосылки........... 70
Калий-селективный электрод........... 79
Натрий-селективный электрод.......... 82
Аммоний-селективный электрод......... 85
Литий-селективный электрод........... 85
Кальций-, барий- и стронций-селективные электроды 86
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава III. Электроды с твердыми мембранами.....89
III. 1. Общие положения.............. 89
III. 2. Лантанфторидный электрод........... 93
III. 3. Сульфидсеребряные электроды.......... 97
III. 4. Галогенсеребряные и некоторые другие электроды на
основе солей серебра ............ 100
III. 5. Электроды на основе сульфидов (халькогенидов) некоторых двузарядных ионов металлов..... 104
Медь-селективный электрод........... 105
Свинец-селективный электрод.......... 107
Кадмий-селективный электрод.......... 109
Железо-селективный халькогенидный электрод . . .110
Полностью твердофазные электроды....... 111
III. 6. Стеклянные электроды............. 115
Глава IV. Газовые и ферментные электроды......119
IV. 1. Газовые электроды..............1\3
Принцип действия...............119
Конструкция.................122
Методика работы...............124
Применение.................126
IV. 2. Ферментные электроды.............126
Устройство.................127
Кинетика ферментативных реакций.......132
О принципах применения ферментных электродов . .135 Классификация ферментных электродов по субстратам 138 О некоторых перспективах в развитии ферментных электродов.................140
Глава V. Техника работы с ионоселективными электродами !42
V. 1. Конструкции электродов........... 142
V. 2. Калибровка электродов по стандартным растворам . . 148
V. 3. Стандартизация ионометрических измерений и рекомен-
дации ШРАС...............157
V. 4. Время отклика и температурный коэффициент ионосе-
лективных электродов............162
Глава VI. Области применения ионоселективных электродов 167
IV. 1. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование ........... .......'. 168
Прямая потенциометрия............168
Потенциометрическое титрование.........172
VI. 2. Метод анализа в проточных системах.......174
VI. 3. Ионоселективные электроды в медицине и биологии 175
Общие положения............... 175
Определение содержания ионов натрия...... 177
Определение содержания ионов калия....... 180
Определение содержания ионов хлора....... 183
Определение содержания ионов кальция...... 184
VI. 4. Анализ загрязнений окружающей среды...... 186
Определение содержания ионов фтора....... 186
Определение содержания циан-ионов....... 187
Определение содержания окислов азота и нитрат-ионов 187 Определение содержания аммиака и ионов аммония 188 Определение содержания сероводорода, летучих сульфидов и двуокиси серы........... 188
Определение содержания оксидантов...... 189
VI. б. Анализ почв и вод............. 18^
VI. 6. Исследование морской воды.......... 1Э5
Заключение..................202
