9. Загальна характеристика сенсорів із полімерними мембранами.

Значним досягненням в області іонселективних електродів з рідкими мембранами стало використання полівінілхлориду (ПВХ) для сенсорних мембран. Вченим вдалося іммобілізувати рідку іонселективну мембрану в середину полівінілхлориду. Отримана полімерна плівка за своїми кальцій-чутливими характеристиками не відрізняється від рідкої. Це пояснюють тим, що реагенти та органічні рідини, які використовують для одержання рідкої мембрани є чудовими пластифікаторами для полівінілхлориду. Вони знижують температуру склування, що призводить до утворення гнучких, еластичних та міцних мембран. Мембрани для потенціометричних сенсорів на основі ПВХ повинні містити близько 70 масових відсотків пластифікатора, 30% ПВХ. Кількість іонофору складає близько 1% і входить в кількість пластифікатора. Компоненти мембрани розчиняють в тстрагідрофурані і прозорий розчин виливають на скляну поверхню, після випаровування тстрагідрофурану отримують мембрану. Деколи замість тетрагідрофурану використовують циклогексанон. На полімерних мембранах розроблені комерційно доступні електроди на іони К⁺, Na⁺, LЬі⁺, Mg²⁺, Ва²⁺, NH⁴⁺, NO^3-, НСО^3-та інші.

Багато властивостей полімерних мембран дозволяють розглядати їх як гелеві або сітчасті мембрани. В склад таких мембран входить реагент, розчинений у відповідному розчиннику, який здатний селективно взаємодіяти із досліджуваним іоном. Принципи роботи полівінілхлоридних мембран такі ж самі як і рідинних.

10. Загальна характеристика сенсорів з рідкими мембранами.

Селективність рідких мембран визначають екстракційними властивостями органічної фази. У якості електродоакгивної речовини використовують іоиообмінник. Він повинен відповідати наступним вимогам:

• не розчинятися у воді;

• утворювати стійку сполуку з потенціалвизначальним іоном;

• швидко обмінюватися іонами з розчином.

Існують катіоно- та аніонообмінники. У якості таких обмінників використовують солі з крупними органічними катіонами чи аніонами (диалкілфосфат, тетрафенілборат, тетраалкіламоній, барвники).

Розглянемо принцип дії рідкої мембрани (рис. 8). В органічному розчиннику S міститься сіль AR (або BR). В даному випадку крупним неорганічний аніон нерозчинний у воді і не може вийти за межі мембрани. Його присутність в органічній фазі не дозволяє перетнути мембрану аніонам X^-. Вільно перетинають межі розділу фаз тільки катіони А⁺ та В⁺. На відміну від мембран із твердими іонообмінниками на основі неорганічних солей в рідких мембранах органофільні обмінники (у нашому випадку R^-) є рухливими. Крім того, більш рухливими порівняно з твердими мембранами є іони, які обмінюються А⁺ та В⁺. Під час переходу із водної фази в органічну вони беруть участь в кількох процесах: частково або повність втрачають гідратну оболонку (процес гідратації), сольватуються органічним розчинником (процес сольватації), взаємодіють з іонами R^- та переміщаються в середині мембрани. Всі ці процеси впливають на величину мембранного потенціалу і саме їхнє варіювання дозволяє змінювати селективність рідкої мембрани.

Розглянемо іонселективний електрод на Са²⁺. Рідинний іонселективний електрод був створений в 1967 р. Мембрана цього електроду складалась із розчину кальцієвої солі ди-н-децилфосфату в ди-н-октилфенілфосфанаті (рис.9).

Заміна органічного розчинника призводить до зміни іонної селективності мембрани. Наприклад, використання н-деконолу замість ди-н-октилфенілфосфанату забезпечує однакову селективність електроду відносно іонів Са²⁺ та Мg²⁺. Це дозволяє використовувати даний електрод для визначення твердості води.