10.6 : Potansiyometri: Membran elektrotları

P-iyon elektrotları olarak da bilinen membran elektrotları, serbest analit iyonlarıyla seçici olarak etkileşime giren ve membran boyunca bir potansiyel farkı oluşturan membranlar kullanır. Asimetri potansiyeli olarak bilinen ortaya çıkan membran potansiyeli, membranın her iki tarafındaki analit konsantrasyonları eşit olsa bile sıfır değildir. Membranın tepkisi genellikle tek bir analite seçici değildir, ancak membranın aktif bölgelerinde etkileşime girebilen numune çözeltisindeki tüm iyonların konsantrasyonuyla orantılıdır. Seçicilik katsayısı, analit üzerindeki interferans için bağıl tepkiyi ölçer. 1,00'dan düşük bir değer, analit için iyi seçiciliği gösterir. Bu elektrotlar, elektrotlarda kullanılan membran malzemesine göre cam, kristal katı hal, sıvı bazlı ve gaz algılayan elektrotlar olarak sınıflandırılır.

Cam elektrotlar, metal iyonları içeren cam membranlara sahiptir. Bir çözeltiye daldırıldığında, membran nemlenir ve karşı iyonlar olarak görev yapan sodyum iyonlarıyla negatif yüklü bölgeler oluşturur. Çözeltideki hidrojen iyonları membrana difüze olur, sodyum iyonlarının yerini alır ve düşük pH seviyelerinde H^+ seçiciliği yaratır. Bu seçicilik yüksek pH seviyelerinde diğer katyonlara da yayılır.

Katı hal elektrotları, seçici olarak kullanılan tuzun katyonlarını veya anyonlarını ölçmek için inorganik tuz kristallerinden oluşan seçici olarak geçirgen membranlar kullanır.

Sıvı membran elektrotları, iyon konsantrasyonlarının hızlı ve doğru değerlendirmelerini sağlar. Bu elektrotlar, çözeltideki belirli çok değerlikli katyonlara veya anyonlara seçici olan seçici organik kompleks oluşturucu maddeler veya iyon değiştiriciler içeren hidrofobik bir membrandan oluşur.

Gaz algılayan elektrotlar, hedef gazın dahili bir elektrolit çözeltisine difüze olmasına izin veren gaz geçirgen membranlar kullanarak çözünmüş gaz konsantrasyonlarını belirler. Gaz ve elektrolit arasındaki sonraki kimyasal reaksiyon, harici çözeltideki gaz konsantrasyonuna orantılı bir potansiyel farkı oluşturur.

Enzim elektrotları da dahil olmak üzere potansiyometrik biyosensörler, biyolojik olarak aktif türlerin membran elektrot üzerinde immobilize edilmesiyle oluşturulur. Analitin enzimle reaksiyonu konsantrasyonu iyon seçici elektrot tarafından izlenen bir ürün üretir.