基本理論
離子選擇性電極（ISEs）是以敏感膜為基礎的電化學傳感器，這層膜是使電極對特定離子有選擇性響應的元件。
根據膜的材料不同可將離子選擇性電極分為4種：

• 玻璃膜（如Na⁺或pH）
• 固態膜（如Pb²⁺）
• 聚合體膜（如K⁺）
• 氣體滲透膜（如CO2）

電極置于溶液內時膜上會形成一電勢差。當樣品內待測離子的濃度變化時，用離子選擇性電極和一內置或外置參比電極一起使用能測出此電勢差的變化。從原理上說，整個的設置可以作如下描述：

該測得的電勢E和樣品內的離子活躍度ai之間的關系用Nernst數學方式可表述如下：

斜率等于2.3 RT/ZiF，其中R為氣體常量，8.314JK^-1mol^-1

    T為溫度K
    F是法拉第等值，9.6487×10⁴ Cmol^-1
    Zi是所測離子的電荷

該斜率在25 ^oC下為59.16mV/Zi。如所測離子是像鉀離子那樣的單價離子（Zi＝＋1），在濃度發生十進制變化時，25^oC時可以觀察到59.16mV的電勢變化。類似的，像鈣離子那樣的二價離子（Zi＝＋2）在25^oC下可觀察到59.16mV/2＝29.58mV的電勢變化。

Eo是每一支離子選擇性電極與特定參比結合時的恒定的電勢差。ai是離子活度，但只在較稀釋的溶液內和離子濃度相等。離子的活度取決于由離子內容決定的樣品溶液中的離子強度。
所測離子的濃度在其高低端都會發生線性偏移，該偏移決定了測量的高低端的限度。離子電極可以測量到濃度為10^-6 M的樣品溶液。高濃度情況下（通常高于0.1M）線性偏移是由于帶相反電荷的離子的作用引起的。

校正液和離子強度調節劑/緩沖液
為確保標準液和樣品液離子強度相同， 強烈建議使用離子強度調節劑（ISA），通常是樣品液和ISA比例為50:1。
另外，有些離子選擇性電極只能用于一定范圍pH值溶液內。在離子強度調節劑內加緩沖液可以將標準液和樣品液調節至要求的pH值。更為復雜一些的離子強度調節劑配方還會加入一些能和可能發生的干擾的離子進行螯合的添加劑。離子強度調節劑還含有如抗氧化劑之類的防腐劑。

為標定，強烈建議使用至少2份濃度已知的溶液（標準溶液）對電極進行校正。通常用存儲的1000ppm待測離子溶液加去離子水稀釋而成。樣品溶液的濃度應在標準

液濃度的函蓋范圍之內，電極經常校正，至少一周一次。
可以通過在半對數曲線紙上測繪兩份標準液的電勢讀數（標液1 mV及標液2mV）來定離子選擇性電極的響應曲線。從圖線上來說，樣品溶液內的離子濃度可通過測樣品溶液電勢并將此數值代入由兩份標準液確定的反應曲線中來確定。從數學上可以用Nernst方程表示：

其中Eo和斜率可從標準液濃度和mV讀數中計算出。

離子選擇性電極的響應會受到樣品溶液內存在的其他離子的影響。對每一支特定的離子選擇性電極來說，這些干擾離子的影響可以進行量化，如干擾離子的濃度已知，則可進行修正。其他情況下，可用其他方法對樣品進行分析，如標準液添加法，在樣品溶液比較復雜或含有大量干擾離子的情況下，該方法是非常的。

清洗
良好的離子選擇性電極在一、二分鐘內即可穩定下來。但如電極的膜被溶液內的油或微粒弄臟后其響應會變慢。玻璃電極的電極頭可用酒精或溫性洗滌劑清洗，如實驗室清洗器皿用的洗滌劑。固態離子選擇性電極可以用顆粒非常細潔的拋光條進行恢復。PVC的離子選擇性電極用水漂洗即可。用去離子水*漂洗之后，應將電極放入用于校正的zui低標準液內浸泡2到4個小時重新標定。如電極的斜率或響應時間不符合要求，固態電極可在標定之前浸泡時間要長一些，如一夜。

存儲
玻璃的離子選擇性電極可以存儲在低濃度標準液內。固態、PVC和氣體離子感應電極在測量間隙可存儲在低濃度標準液內。如固態電極幾個小時不用，PVC和氣體離子選擇性電極幾天不用，則應該干燥保存。具體情況請參閱說明書。

離子選擇性電極參考內容

什么是離子選擇性電極，離子選擇性電極是怎么工作的？

離子選擇性電極測量溶液內特定離子的電勢，該電勢是參照一支電位恒定的參比電極測出的，兩支電極之間的電勢差取決于溶液內某一特定離子的活度。此活度和該特定離子的濃度有關，因而可以對該離子進行分析測量。

毫伏讀數和濃度如何對應？

必須準備好濃度已知的標準溶液，然后用pH/mV表測這些溶液。記下每份溶液的mV讀數并在半對數曲線紙上繪制出濃度－毫伏讀數曲線。現在可以對未知溶液進行測量了，在曲線上對未知溶液的mV值進行定位并確定其相應的濃度。

幾款不同類別的感應電極可供選擇
根據制作電極的膜材料的性質可對離子選擇性電極進行分類，就是這層膜決定了電極可以對某一特定離子進行選擇。

1. 聚合體膜電極（有機離子交換及螯合劑）
    聚合體膜電極由各類離子交換材料加入如PVC、聚乙烯、聚氨酯或硅橡膠等惰性載體構成。膜形成后即封到PVC管的端口上，膜表面形成的電勢和所測離子的濃度相關。這一類型的電極包括鉀離子、鈣離子、氟硼酸根、硝酸根、高氯酸根離子選擇性電極和水硬度測試電極。

2. 固態電極 
    固態電極膜內使用的是相對不可溶的無機鹽。固態電極以同類和異類方式存在。這兩種類型都由于離子交換過程而在膜上形成電勢。此類電極包括銀/硫離子、鉛離子、銅離子、氰化物、硫氰酸根、氯離子和氟離子選擇性電極。

3. 氣體感應電極
    氣體感應電極用來測量諸如氨氣、二氧化碳、溶氧、氧化氮、二氧化硫和游離氯氣等溶解氣體。此類電極配有氣體滲透膜和內部緩沖液，且其結構上不需要外參比電極。

4. 玻璃膜電極
    玻璃膜電極是在二氧化硅玻璃載體里添加各種化學品做成的。zui常見的玻璃膜電極是pH電極。玻璃膜電極也可用于測量鈉離子。

產品關鍵字：離子電極