II группа:

Мембрана представляет собой пористый материал, пропитанный органической жидкостью, не смешивающейся с водой в которой растворен индифферентный, незаряженный переносчик определяемого иона. Это комплексон, образующий с определенными ионами устойчивые комплексы.

Пример: Калий-селективный валиномициновый электрод.

Валиномицин (циклооктадепсипептид) – комплексообразователь, он комплексует ионы К⁺ и переносит их по градиенту концентраций:

Val + K⁺ ↔ [Val K]⁺,

анион при этом остается с той стороны мембраны, где концентрация ионов К⁺ больше (рис. 25). В результате этого образуется трансмембранный потенциал, о

Рис. 25

бразуемый ионами К⁺ с той стороны мембраны где их концентрация меньше и противоионами с другой стороны мембраны.

Этот потенциал препятствует дальнейшему переходу ионов К⁺ по градиенту концентрации, таким образом процесс останавливается в состоянии равновесия. Чем больше разница между концентрациями ионов К⁺ по разные стороны мембраны, тем больше будет величина трансмембранного потенциала.

При погружении электродов по разные стороны мембраны можно измерить величину этого потенциала, которая описывается уравнением Нернста:

Конструктивно электрод выполнен так, что концентрация ионов K⁺ во внутреннем растворе постоянна, т.е. =const. Отсюда потенциал K-селективного электрода зависит только от концентрации ионов К⁺ во внешнем растворе и равен:

3.5.3. Способы определения эдс

Для определения ЭДС используют потенциометрическую ячейку, которая состоит из индикаторного электрода и электрода сравнения.

Существуют 2 метода измерения ЭДС ячейки:

1. Некомпенсационный метод.

В этом случае измеряют электрический ток, протекающий через ячейку который пропорционален величине ЭДС. Метод неточен, поскольку при протекании большого тока происходят поляризационные процессы на электродах, которые изменяют величину потенциала. Кроме того, ток будет изменяться в зависимости от величины сопротивления раствора. Этот метод применим только для измерения ЭДС мембранных ионоселективных электродов, обладающих сопротивлением 10⁷-10⁹ Ом.

2. Компенсационный метод (метод Поггендорфа).

С

Рис. 26

хема установки для определения ЭДС изображена на рис. 26. Метод основан на измерении разности потенциалов ячейки при компенсации её ЭДС внешним источником тока.

Передвигая движок реохорда, добиваются такого положения, чтобы гальванометр показал ноль. В этом случае ток через потенциометрическую ячейку не идёт, поскольку значение ЭДС потенциометрической ячейки будет компенсировано потенциалом, установленным на реохорде.

Для определения ЭДС ячейки измеряют падение напряжения на реохорде или рассчитывают его из соотношения длин плеч реохорда:

где Е_Н – ЭДС нормального гальванического элемента Вестона (Е_Н = 1,0186 В при 20 °С; Е_Х – ЭДС неизвестного гальванического элемента.

3.5.4. Методы потенциометрии

1) Прямая потенциометрия.

В данном методе используют только ионоселективные электроды. Суть метода заключается в том, что используется серия стандартных растворов исследуемого вещества, либо калибруют шкалу потенциометра, либо, измеряя потенциалы стандартных растворов строят калибровочный график в координатах Е - С.