ふっ素イオン電極

前世紀60年代、多くの研究機関と電極メーカーがイオン選択電極（ISE）を開発し、実践応用を行った。それ以来、ISEはますます成熟し、迅速かつ簡単なイオン活性または濃度の測定方法となった。現在、ISEユーザーは信頼性の高い電極、イオン計、実用的なオプションを使用することができます。多くの用途が開発され、複数のサンプル中のイオン濃度を測定するために使用されている。例えば、食品、飲料、水、環境、薬品、化学品、養殖、無線監視などの多くの分野。

ISEの働き方

イオン選択電極は、複合電極、単電極、三重合体電極に分けられる。ISEの感受性膜素子はイオン選択性膜であり、異なるイオン濃度条件下で異なる電位を生成することができる。そのため、イオン選択性測定電極と参照電極との電位差に応じた変化が生じ、イオン計を用いて測定することができる。この電位差は溶液中の関連イオン活性に比例する。イオン活性は試料溶液の濃度とイオン強度と関係がある。一般的に使用される濃度の単位は、mol/L、mg/Lまたはppmである。

イオン活性と電位差測定値との関係：

E=E₀+2.3（RT/nF）•ロガ_i（A）_i（Ci•γ）

E電極電位測定値、mV E₀標準電位（特定電極定数）、mV

Rガス定数、J/molKT温度、K（標準熱力学温度25°C（298.15 K））

nイオン電荷Fのファラデー定数、C/mol

aiイオンiの活性Ciを測定イオンiの濃度を測定する

ガンマ全イオン強度影響係数

ISEの選択性

イオン選択電極は特定のイオン測定活性に敏感である。しかし、それらはある程度他のイオンにも応答する。干渉イオンの影響を選択係数として表すK。示例：K（K）⁺/ ナ⁺)= 2.6•10⁻³カリウムISEは、K⁺より選択性が高く、K⁺とナ⁺の選択比は1:2.6*10^-3または385：1。カリウムISEはKに対して⁺の選択性はナ⁺の385倍。したがって、ISEの電位測定値Eに対する干渉イオンの役割は、次の通りである。

E=E₀+2.3（RT/n）_iF)•ログ [ai +Σ(K)_ij•a_J ^ni/nj)]

∑すべての干渉イオンjのすべてのK_ijに保存されている1組の基準と値(解析品質基準)と比較したサマリーを表形式で表示できます。

K_ij干渉イオンjに対するイオンiの選択性係数の測定

a_J干渉イオンjの活性度

ニイオンiのイオン電荷の測定

nj干渉イオンjのイオン電荷

電極の応答時間

に届く99%安定電位に必要な時間は、高濃度溶液では応答が速く、検出限界まで低い溶液では数分かかる。新しい正常なISE応答時間：

結晶とガラス膜：3～5分

ポリマーフィルム：5〜8分間の中速撹拌

イオン強度調整剤 （ISA）

用いるISEによるイオン測定では、ISA溶液を用いることが重要である。ISA溶液または全イオン強度調整剤（TISAB）は、異なる試料を較正液のイオン強度と比較的一致させる必要がある。ISA溶液をサンプルと標準液に同じ割合で添加した。ISA溶液の選択方法については、関連資料を参照してください。ほとんどの場合、100 ml当たり2 mlのISA溶液を添加すれば、サンプルと標準液のイオン強度を調整するのに十分である。

一般的な測定用途

アプリケーションとメンテナンスに関する注意事項

参照するISE性能パラメータ、選択した製品が応用環境と一致するかどうかを確認する、（例えば、pH応用範囲、温度範囲、圧水体の有無、現場の電磁干渉の有無、給電干渉、有機溶剤腐食など）

使用する前に、マニュアルをよく読んでください。

活性化と標準化：出荷前に、センサーは基礎活性化と標定検証を完了した、定格する前に、関連設備（例：イオン計/mV計、ビーカー、洗瓶、撹拌器、移液器、容量瓶など）、通電活性化センサーは24時間以上、再び標定操作を開始する。（実験室の使用、定期的な標定或いは毎日の使用前の標定を提案し、具体的な操作は実験室の規範及び使用経験による）

電極保存：短時間で使用し、乾燥して純水に浸すか、長時間使用せず、低濃度の標準液に浸漬したり、保護キャップに定期的に水を加えたりして、活性膜が水に接触したり、サプライヤーに問い合わせたりすることを保証します。

注意事項：

標定前、メーター通電接続電極が水サンプル又は他の水溶液に浸漬して24時間（48時間を超える電極を浸漬し、標定データの正確性と安定性が良い）。

1.電極交換：電極傾斜が＜80%になったら、新しい電極または膜ヘッドを交換することを提案する、

2.電極寿命：≧6ヶ月（非過酷環境）、

ISEメンテナンス：

異なるタイプのISEは異なる保守措置をとる必要がある。いずれの場合も、機械的損傷や化学的変質の発生を防ぐために、感受性膜を慎重に処理する必要があります。ポリマーフィルムに触らないでください。磁気攪拌ロータが動かないように、中低攪拌速度を設定します。

トラブルシューティング：

問題が発生した場合は、システム的な手順に従ってエラーソースを確認してください。測定システム内の問題点を1つ1つ十分にチェックし、盲目的に操作したり、できるだけ早くベンダーに連絡してソリューションを取得したりしないでください。

ISE標準動作リファレンス（データ機器：ION 2000型オンラインイオン計）

計器（選択購入）出荷時に校正したことがあり、製品合格証にはすべて記録データがある。（出荷時のデフォルト標準液10 ppm、100 ppm）（新しい電極は初めて使用し、水道水に1-2日浸漬して活性化する必要がある）、自分で校正する必要がある場合、計器説明書の手順に従って操作してください：

標準溶液の使用順序、濃度が低いから高いまで、各標準液電極の浸漬時間は約8分間、mV信号の安定化を基準とした。

誤差の発生と回避

原理誤差：イオン電極の原理問題による温度1℃の変化、イオン濃度は約±2%の誤差を生じるため、イオン電極を使用するには温度補償が必要であり、あるいは校正と試験時、できるだけ試験温度の一致を保証する必要がある、

イオン強度調整：すべての試験溶液に対応する等量を添加する必要があるISA，サンプルと標準液が同じイオン強度を持つことを確保するため、（電極測定活性はイオン強度の影響を受け、計算因子に影響を与える、例えば：活性a＝濃度C×活性係数γ）

標準液またはサンプル測定：**中低速撹拌測定に応用する、

干渉イオンまたは未知の干渉物：関連するイオン選択電極干渉物の影響程度、効果的な回避または合理的な補償を参照してください。または問い合わせISEベンダー。

ワイヤ電極の取り付けと流速

推奨インストール方法：フローインストール;

流速制御りゅうそくせいぎょ：推奨流速40L/h。

注意事項：

新しい電極の傾き：

一価イオン：52~59mV/（NH）₄⁺、K⁺、リー⁺、いいえ₃^-、Cl^-、F^-、ブル^-、私は^-、BF₄^-、ClO は₄^-、CN^-、SCN^-、アグ⁺、NH₃、CO 社₂、ナ⁺) ；

二価イオン：22~29mV/（カリウム）²⁺、Mg の²⁺、硬度、Cu²⁺、バ²⁺、Pb の²⁺、CD²⁺、S^2-)（25℃）；

新しい電極の傾きが上記の範囲内にない場合は、次の操作を行います。

1.新たに調製した標準溶液を準備する、ガス電極交換電解液、

2.純水で電極を洗浄し、感受性素子を検査し、電極配線端子などを検査する、

3.定格電極を繰り返す、

4.上記の操作を行っても電極が不良の場合は、メーカーの技術サービス部門に連絡してください。

オンラインイオン選択電極性能パラメータテーブル（0～1000 ppmの範囲でテスト性能が優れている）

オンラインISE応用消耗品