[科普中国]-流动载体电极

流动载体电极在较早的一些文献上称为液体膜电极。这类电极用半透膜或多孔膜把电极前端封住，管内充有非挥发性的与水不相混合的有机溶剂。在有机溶剂中溶有一种与离子发生交换或络合的有机试剂，是离子的定域体。它可以在有机相内自由移动。这些有机试剂具有一定的选择性，所以能做选择性电极的活性材料。

简介流动载体电极与玻璃电极不同，玻璃电极的载体（骨架）是固定不动的，流动载体电极的载体是可流动的。但不能离开膜，而离子可以自由穿过膜。流动载体电极由某种有机液体离子交换剂制成敏感膜。

它由电活性物质（载体）、溶剂（增塑剂）、基体（微孔支持体）构成。敏感膜将试液与内充液分开，膜中的液体离子交换剂与被测离子结合，并能在膜中迁移。这时溶液中该离子伴随的电荷相反的离子被排斥在膜相之外，结果引起相界面电荷分布不均匀，在界面上形成膜电位。响应离子的迁移数大，电极的选择性好。电活性物质在有机相和水相中的分配系数决定电极检测下限，分配系数大，检出限低。1

流动载体电极的活性材料1、液体离子交换剂

例如，钙离子选择性电极使用的是癸基磷酸与钙离子交换形成钙盐，溶在二辛磷酸酯中放人如下图电极中，即为钙离子选择电极。若用长碳链的季铵盐作阴离子液体离子交换剂可以制成阴离子选择性电极。

2、电极活性材料用中性络合剂

如巨环内酯放线菌素，缬氨酸素，冠醚化合物，这些化合物含有一连串的定域电荷（未共享的电子对），能够有力地通过离子—偶极相互作用而取代阳离子周围的水合层。因络合剂是中性。形成的络合物保持离子原有的正电荷。这和液体离子交换剂不同，所以称中性载体。中性载体形成的络合物溶于有机溶剂。可以在有机相自由移动，使有机相能够导电。天然大环化合物有很好的选择性，像缬氨霉素制成的钾离子电极，对K+有很好的选择性。2

中性载体膜是液膜的一种。一些大环抗菌素和有环状结构的大分子，能与阳离子形成配位离子。 配位离子带电，而大分子本身是电中陆的，阳离子包于大分子的环状结构中。因此，大分子有中性找体之称。这种配合物溶于有机溶剂，制成液膜电极，即中性载体膜电极。同样，血可将阳离子与中性载体的配合物分散在惰性基体中，制成非均相膜电报的形式，其中以PVC膜的中性载体膜尤为常见。除利用天然的抗菌素等物质外，还为一些阳离子专门合成了各种闭环和开环的大分子。

相关扩展玻璃电极包括对H+、Na+、K+、Li+等离子有响应的pH、pNa、pK电极等。玻璃电极结构基本相同，由关键部分敏感玻璃膜、内参比溶液、内参比电极等构成，如图所示：

敏感玻璃膜是一种用特定配方的玻璃吹制成,厚度约为0.1mm。其配方不同，可以做成对不同离子有响应的玻璃电极。其中应用最早、最广泛的是PH玻璃电极。PH玻璃电极的敏感膜是硅酸盐玻璃，由Na2O、CaO、SiO2 组成。其结构是由固定的带负电荷的硅与氧组成的维网络骨架以及存在于网络骨架中体积较小、活动能力较强并起导电作用的阳离子M+（主要是一价钠离子）构成。

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学