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離子選擇性電極（ISE）的使用和維護(hù)
離子選擇性電極（ISE）似乎令人生畏，但通過更好地了解它們的工作原理 - 以及使用和護(hù)理它們的**佳方式-您可以防止其他人遇到的許多常見問題。
不正確的ISE存儲(chǔ)和測(cè)量將是不準(zhǔn)確的，甚**可能導(dǎo)致傳感器過早失效。繼續(xù)閱讀以了解有關(guān)硝酸鹽ISE如何工作的更多信息，或單擊下面的主題以跳過。
ISE如何運(yùn)作
何時(shí)使用硝酸鹽ISE
如何使用硝酸鹽ISE
保護(hù)和維護(hù)您的ISE
ISE如何運(yùn)作
針對(duì)不同類型的ISE存在不同的傳感器設(shè)計(jì)。您要測(cè)試的離子（在這種情況下為硝酸鹽）將決定適合您的傳感器技術(shù)和設(shè)計(jì)選擇。
硝酸鹽ISE使用聚合物膜傳感器; 該傳感器包含嵌入該膜中的有機(jī)離子交換劑。這些離子交換劑對(duì)硝酸根離子具有選擇性，但是如果樣品中存在的其他離子相對(duì)于您實(shí)際想要測(cè)試的濃度很大，則可能會(huì)干擾相似大小和電荷的離子。
為了幫助您預(yù)測(cè)樣品中的任何潛在干擾，請(qǐng)注意這些膜對(duì)于它們?cè)O(shè)計(jì)的特定離子不是100％特異性的。潛在的干擾，從**大到**小，包括：高氯酸鹽，碘化物，亞硝酸鹽，碳酸鹽，氯化物和氟化物。同樣重要的是樣品中不含有機(jī)溶劑，因?yàn)樗鼈儠?huì)損壞膜。
然而，一些干擾可以使電極用于測(cè)量其他物質(zhì)，如陰離子和陽離子表面活性劑（我們稍后會(huì)詳細(xì)討論）。
離子載體
膜中的離子載體**對(duì)感興趣的離子具有親和力才能使電極起作用。當(dāng)這些載體與離子結(jié)合并將其攜帶穿過或進(jìn)入膜時(shí)，產(chǎn)生電勢(shì)（mV響應(yīng)）。
當(dāng)將其與參考電極產(chǎn)生的恒定參考電位進(jìn)行比較時(shí)，可以使用能斯特方程確定硝酸根離子的濃度。 如果您熟悉pH電極如何使用此公式，它對(duì)離子選擇性電極的工作方式相同。
何時(shí)使用硝酸鹽ISE
有一些不同的應(yīng)用，其中硝酸鹽ISE通常用于直接測(cè)量或滴定。**常見的是飲用水和廢水，環(huán)境和農(nóng)業(yè)，以及清潔劑和消毒劑中的表面活性劑。
1.飲用水和廢水
能夠直接測(cè)量水和廢水中的硝酸鹽是很重要的。有必要監(jiān)測(cè)飲用水中的硝酸鹽含量，因?yàn)槊?span>**環(huán)保局規(guī)定**大污染物*為10 mg / L. 高于此濃度可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)面的健康影響。硝酸鹽通過農(nóng)業(yè)，污水泄漏或自然發(fā)生的徑流進(jìn)入地下水。
測(cè)量廢水中的硝酸鹽也很重要，這可確保排出的水不含有可能危害環(huán)境或飲用水源的水平。為了測(cè)試水中的硝酸鹽，硝酸鹽ISE可以與標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)水和廢水4500-NO 3 -D一起使用。
2.環(huán)境與農(nóng)業(yè)
在水和土壤樣品中進(jìn)行直接硝酸鹽測(cè)量的能力非常適合環(huán)境和農(nóng)業(yè)測(cè)試目的。土壤中的硝酸鹽含量會(huì)影響作物的生產(chǎn)力，因此農(nóng)民**保持足夠的水平而不過度施肥，這會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中的徑流和肥料污染。
硝酸鹽很容易在水源中積聚，導(dǎo)致藻類大量繁殖，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。有關(guān)環(huán)境中硝酸鹽的更多信息，請(qǐng)查看我們的硝酸鹽監(jiān)測(cè)博客，其中包含帶有GPS的Rugged防水儀表。
3.清潔劑和消毒劑中的表面活性劑
硝酸鹽ISE可用于測(cè)量清潔產(chǎn)品中的陰離子和陽離子表面活性劑。由于硝酸鹽ISE響應(yīng)表面活性劑濃度的變化，我們可以使用這些電極來指示涉及這些表面活性劑的滴定的終點(diǎn)。
由于表面活性劑的敏感性，硝酸鹽ISE在標(biāo)準(zhǔn)方法如ASTM D4261和ASTM D5806中規(guī)定，用于測(cè)量各種清潔劑中的陰離子和陽離子表面活性劑，從馬桶清潔劑到食品級(jí)消毒劑。
如何使用硝酸鹽ISE
在使用電極時(shí)，有不同的測(cè)量方法，并遵循幾個(gè)**佳實(shí)踐，以確保您獲得**佳結(jié)果。這些**佳實(shí)踐包括：使用離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)電極，攪拌標(biāo)準(zhǔn)品和樣品，正確的電極校準(zhǔn)和直接測(cè)量。 （
1.使用離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)器
當(dāng)使用 離子選擇性電極進(jìn)行直接測(cè)量時(shí)，**使用離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)器（ISA）或干擾抑制劑ISA（ISISA）。執(zhí)行滴定時(shí)通常不需要ISA。
ISA確定溶液中離子的活性; 這允許產(chǎn)生的電壓與離子濃度的相關(guān)性。溶液的離子強(qiáng)度會(huì)影響離子活性與濃度之間的關(guān)系，因此添加ISA可以**大限度地減少樣品之間可能發(fā)生的變化。除了固定離子強(qiáng)度，ISISA也復(fù)合， 或去除溶液中的干擾離子。
如果使用ISA或ISISA，則**以相同的比例將其添加到樣品和標(biāo)準(zhǔn)品中。如果不這樣做，您的讀數(shù)將不準(zhǔn)確。
2.始終調(diào)理您的電極
當(dāng)您使用新傳感器時(shí)，將電極浸泡在不含ISA的稀硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液中是一種很好的做法。調(diào)節(jié)電極可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)時(shí)間和良好的校準(zhǔn)。
這類似于您需要保持pH電極水合的方式。調(diào)節(jié)電極時(shí)，請(qǐng)確保不要將其長時(shí)間置于標(biāo)準(zhǔn)中，因?yàn)檫@會(huì)縮短膜的使用壽命。
浸沒式pH結(jié) - 圖如果您的讀數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)漂移，或者在測(cè)量具有高離子水平的樣品后，調(diào)理電極也是一個(gè)好主意。為了適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)膜，標(biāo)準(zhǔn)品的濃度應(yīng)低于待測(cè)樣品的離子濃度。
我們建議使用0.01M硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行調(diào)理。但是，如果您要測(cè)量較低范圍，請(qǐng)使用更稀釋的標(biāo)準(zhǔn)。
3.記得攪拌你的標(biāo)準(zhǔn)和樣品
就像進(jìn)行pH測(cè)量一樣，您希望樣品在進(jìn)行測(cè)量時(shí)攪拌。持續(xù)攪拌有助于確保準(zhǔn)確的讀數(shù)。
使用攪拌器進(jìn)行校準(zhǔn)和樣品測(cè)量非常重要，并且兩者都以相同的速度攪拌。在一個(gè)或另一個(gè)中攪拌更慢或更快會(huì)影響讀數(shù)。使用磁力攪拌器 是確保攪拌速度一致的簡單方法。
提示：如果您的攪拌器產(chǎn)生熱量，保持其**緣非常重要，這樣電機(jī)的熱量不會(huì)影響樣品的溫度。這可能會(huì)改變離子活動(dòng)并影響您的讀數(shù)。
4.定期校準(zhǔn)電極
在進(jìn)行直接測(cè)量或使用增量方法時(shí)，正確校準(zhǔn)儀表非常重要。確保校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是新鮮的將確保您的校準(zhǔn)準(zhǔn)確。
使用符合樣品測(cè)量范圍的標(biāo)準(zhǔn)也很重要。包裹樣品意味著您使用濃度低于樣品的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)，并使用濃度高于樣品的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)。您希望您的讀數(shù)落在您的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的范圍內(nèi)。
5.嘗試直接測(cè)量和已知添加
如果您有一個(gè)樣品，您將直接測(cè)量硝酸鹽濃度，您可以采取兩種方式。
**種方法，如果您知道解決方案的近似值，則可以進(jìn)行直接測(cè)量。**先使用包含預(yù)期值的一系列標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)電極（如上所述），然后進(jìn)行測(cè)量。
您的第二個(gè)選擇是已知的添加方法。如果樣品的濃度*未知，或者您測(cè)量的離子水平非常低，而電極響應(yīng)可能不是線性的，則這種方式會(huì)更好。
通過使用已知的添加方法，添加的標(biāo)準(zhǔn)使?jié)舛冗_(dá)到電極可以更**測(cè)量的水平。可以通過添加已知體積的已知濃度的硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)物來測(cè)量濃度，然后使用電極測(cè)量添加前后樣品的mV值以計(jì)算濃度。
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保護(hù)和維護(hù)您的ISE
正確使用和保養(yǎng)您的ISE電極對(duì)于確保其繼續(xù)正常工作**關(guān)重要。您可以采取三種主要預(yù)防措施來確保長壽命和**準(zhǔn)確的測(cè)量：保持ISE充滿電解質(zhì)填充溶液，正確存放電極，并在需要時(shí)更換膜。 （單擊某個(gè)主題可以跳過?。?/span>
1.讓ISE充滿電解液填充液
電極**重要的一個(gè)方面是參考填充解決方案。注意使用正確的溶液并保持充分填充將確保您保持良好的填充溶液流速。
始終確保在使用前檢查您的填充解決方案級(jí)別。填充溶液水平不應(yīng)小于填充孔下方2-3厘米（~1英寸）。此外，在校準(zhǔn)和測(cè)量之前，應(yīng)始終移除填充蓋。
添加足夠的電解液有助于保持足夠的壓頭和一致的流速，從而產(chǎn)生**準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。大多數(shù)硝酸鹽ISE使用硫酸銨電解質(zhì)作為填充溶液。
2.妥善存放電極
正確存放電極有助于延長電極的傳感器使用壽命。
短期存儲(chǔ)的步驟：
頂部電解質(zhì)填充溶液
擰上加注孔蓋
將電極直立存放
將電極保存干燥
長期儲(chǔ)存的步驟：
排空填充溶液
拆卸電極
用去離子水沖洗
用密封膜（如封口膜）將陶瓷接頭纏繞在內(nèi)部閥桿上。
我們建議將模塊拆下，存放干燥并冷藏。（制冷可以減緩傳感器的老化，延長其使用壽命。）
提示：移除模塊時(shí)不要接觸傳感膜，這很重要，因?yàn)檫@會(huì)損壞傳感膜。
3.定期更換膜
傳感模塊的壽命將根據(jù)探頭的使用頻率，使用的探頭類型以及存儲(chǔ)方式而有所不同。由于這些變量，模塊可以持續(xù)3**6個(gè)月的常規(guī)測(cè)量。
用于半電池ISE的硝酸鹽模塊
檢查傳感模塊狀況的**佳方法是進(jìn)行斜率檢查。這包括三個(gè)簡單的步驟：
在燒杯中加入100 mL去離子水和1 mL硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液。
測(cè)量電極的mV。寫下這個(gè)號(hào)碼。
再加入10 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。注意mV值。
如果模塊狀況良好，則兩個(gè)值之間的差值應(yīng)為20 + 25°C時(shí)56 +/- 4 mV。如果沒有，請(qǐng)調(diào)節(jié)電極 并再試一次。
不要害怕！
盡管ISE起初可能看起來很棘手，但是一些背景知識(shí)和一些保養(yǎng)和維護(hù)可以幫助使這些多功能電極更容易使用。