Введение. 
Теория мембранных потенциалов

кинетика электрод катионит Для определения состава и свойств различных соединений и растворов используются различные физико-химические методы анализа. В большинстве случаев нужно определить концентрацию различных ионов в растворе. Для этого существуют разнообразные ионоселективные электроды, главной особенностью которых является так называемая селективность к определенному виду ионов.

Целью данной работы является рассмотрение мембранных (ионоселективных) электродов с различного рода мембранами. Для достижения данной цели перед нами возникает ряд задач: изучить разнообразие, принцип действия, область применения данных электродов.

Теория мембранных потенциалов

Мембрана (от лат. Membrana — пергамент) — эластичная двухмерная пластина, как принято называть в физике. В химии же под этим термином подразумевают материал, в виде тонкого слоя, играющий роль фазы, которая делит между собой другие объемные фазы. Если этот слой проницаем одинаково для всех компонентов фаз, примыкающих к нему, то его назначением является предотвращение быстрого смешивания фаз. Такая мембрана носит название диафрагмы. Мембрана должна иметь определенную селективность к пропусканию различных компонентов, основанную на ее различной проницаемости. Это так называемая полупроницаемая мембрана. Мембраны, которые разделяют два электролита, и являются непроницаемыми в одинаковой степени для всех ионов, называются электрохимическими мембранами. Именно такие мембраны мы будем рассматривать в данной работе. [1].

По агрегатному состоянию применяемые в электродах мембраны могут быть твердыми, стеклообразными, жидкими и газообразными. Для эффективного разделения верхних фаз, которыми чаще всего бывают растворы, необходимо, чтобы мембраны были непористыми и нерастворимыми в воде. Нужную механическую устойчивость можно придать с помощью связующих материалов. Основными частями мембранных ионоселективных электродов являются относительно толстые, электронейтральные мембраны.

Существует связь между селективностью по проницаемости и потенциометрической ионной селективностью мембраны. Так как процесс проникновения компонентов включает распределение на границах «мембрана — раствор» и перемещение внутри мембраны, ионную селективность часто выражают при помощи параметров ионной экстракции и коэффициентов диффузии или подвижностей. [2].

Вполне исчерпывающее обсуждение мембранных явлений было дано Лакшминараянайахом [3]. Он рассмотрел 16 основных соотношений между главными факторами, вызывающими так называемы мембранный транспорт, и потоками вещества, заряда и объема.

Рисунок 1. Схематическое изображение изотермических транспортных свойств непористых мембран при постоянном давлении [4].