16. Амперометричні хімічні сенсори. Способи модифікування електродів в амперметричних сенсорах, області застосування. Переваги і недоліки.

Принцип дії:Вимірюється сила струму при постійній напрузі на електродах, яка є аналітичним сигналом і прямо пропорційно пов’язана з концентрацією визначуваної речовини.

Рівняння Ільковича:I=kc=605 z D^1/2 m ^2/3 t^1/6 c,де І-сила струму, k-константа, с-концентрація

Селективність АС визначається природою матеріалу поверхні електрода, тому і величиною потенціалу, при якому відбуваються електрохімічні реакції з участю аналізованого компоненту. Чутливість амперометричних вище потенціометричних. Для підвищення селективності відгуку поверхню хімічних сенсорів модифікують за допомогою спеціальних сполук. Медіатори покращують стабільність та селективність в-ння.

С пособи закріплення медіатора на поверхні:

Адсорбція реагенту на поверхні електроду;

Хімічне зв’язування з утворенням ковалентних зв’язків;

Включення в полімерну або неорганічну плівку ;

Вміщення в пасту з графітових матеріалів;

Електрохімічний синтез на поверхні електроду;

Вакуумне напилення мікрочастинок металу на провідну підкладку).

Амперометричні сенсри поділяються на:

1.Біосенсори(для визначення глюкози, холестерину, аспірину). Каталітичне ок-ння глюкози Глюкооксидазою (ГОД) до глюконової кислоти:

Глюкоза +ГОД_{окислена} = Гл к-та + ГОД_{відновлена}

ГОД_{відновлена} + О₂ +2Н⁺= ГОД_{окислена} +Н₂О₂

про к-сть глюкози судять по зменшенню к-ті О₂ в р-ні після ок-ння. Це досягається імобілізацією на поверхню газопроникної мембрани датчика (тонкий шар) ГОД.

З використанням фероцену р-ція іде без участі О₂ тобто позбутись пероксиду, який має близький потенціал ок-ння як у глюкози.

2. Газові (визначення кисню, хлору, СО та N₂O)

3. Імуноферментні (для визначення фенольних сполук, бактеріальних антигенів).

Характеристики електродів:

Чутливість	Середня ≈ 10-7 М
Відтворюваність результатів	Хороша Sr=0.15 при визначенні етанолу
Швидкість відгуку	Достатня висока – декілька секунд
Селективність	Висока
Термін дії	Декілька місяців
Розмір	Портативні
Собівартість	Залежить від призначення

17. Електрод Кларка

Е лектрод Кларка застосовують для визначення розчиненого кисню. Реакція відбувається на Pt електроді, який виступає катодом (відновлення кисню): О₂+4е^-+4Н⁺→2Н₂О. Аноді являє собою спіраль із срібної дротини. Електроди покриті захисною плівкою, яка сорбує заважаючи гази (H₂S).

Переваги електроду:

Селективний

Довготривалий (періодична зміна мембрани);

Конц О₂ :0,1…20 мг/л

Час відгуку 1 хв

Основні складові електроду: електрод порівняння, робочий електрод, електроліт та селективна мембрана.

Аналогічні сенсори існують на Cl₂, Cr(VI), O₃ у воді (Для контролю води у басейні, селективність обумовлена певним потенціалом). Вольтамперометричні аналізатори (визначають Cd, Pb, Cu, Zn у воді, повітрі, грунтах). Проблема - періодична чистка електродів.