о за рахунок руху електронів в електричному полі, або за рахунок руху іонів. Електронна провідність властива, насамперед, металам. p> Іонна провідність притаманна багатьом хімічним сполукам, що володіє іонним будовою, наприклад солям в твердому або розплавленому станах, а також багатьом водним та неводним розчинів. У зв'язку з цим всі речовини прийнято умовно ділити по їх поведінці в розчинах на дві категорії: а) речовини, розчини яких мають іонною провідністю (електроліти), б) речовини, розчини яких не володіють іонною провідністю (неелектролітів). До електролітам відноситься більшість неорганічних кислот, основ і солей. До неелектролітів відносяться багато органічні сполуки, наприклад спирти, вуглеводи.
Електролітична дисоціація. Крім хорошої електропровідності, розчини електролітів володіють більш низькими значеннями тиску пари розчинника і температури плавлення і більш високими температурами кипіння в порівнянні з відповідними значеннями для чистого розчинника або для розчину неелектроліту в цьому ж розчиннику. Для пояснення цих властивостей, шведський учений С. Арреніус в 1887 р. запропонував теорію електролітичної дисоціації.
Під електролітичної дисоціацією розуміється розпад молекул електроліту в розчині з утворенням позитивно і негативно заряджених іонів - катіонів та аніонів. p> Процес дисоціації під всіх випадках є оборотним, тому при написанні рівнянь реакції дисоціації необхідно застосовувати знак оборотності. Різні електроліти, згідно теорії Арреніуса, дисоціюють на іони в різного ступеня. Повнота розпаду залежить від природи електроліту, його концентрації, природи розчинника, температури. Ступінь дисоціації. Одним з найважливіших понять теорії електролітичної дисоціації Арреніуса є поняття про ступінь дисоціації. Ступенем дисоціації а називається відношення числа молекул, що розпалися на іони (N '), до загального числа розчинених молекул (n):
В
З цього виразу очевидно, що а може змінюватися від 0 (дисоціації немає) до 1 (повна дисоціація). Ступінь дисоціації часто виражають у відсотках. Ступінь дисоціації електроліту може бути визначена тільки експериментальним шляхом, наприклад з вимірювання температури замерзання розчину, по електропровідності розчину і т. д.
В
6 . Мембранні сенсори і біосенсори
Електрохімічні сенсори і біосенсори, пристрої, в яких аналітичний сигнал забезпечується протіканням електрохімічного процесу. Призначені для якісного та кількісного аналізу хімічних сполук у рідких і газоподібних середовищах. У порівнянні з звичайними аналітичними приладами відрізняються портативністю, простотою конструкції, відносно низькою вартістю. Електрохімічні сенсори складають найбільш розроблену і широко використовувану групу серед пристроїв, в яких аналітичний сигнал обумовлений хімічним взаємодією в аналізованої середовищі. Розрізняють потенціометричні, амперометричні, кондуктометрические, імпедансометричні електрохімічні сенсори. Аналітичними сигналами служать, соотв.: потенціал індикаторного електрода (при нульовому струмі через електрохімічну комірку); струм, що протікає через осередок при заданому значенні електродного потенціалу; електропровідність розчину електроліту; електрохімічний імпеданс системи, що представляє собою електричний еквівалент певного поєднання опорів і ємностей в електрохімічної ланцюга. p> Електрохімічні сенсори використовують головним чином для визначення реакційноздатних (Електроактивних) речовин, здатних електрохімічно відновлюватися або окислюватися на індикаторному електроді мініатюрної електрохімічної комірки, яка генерує аналітичний сигнал. В якості індикаторних електродів служать інертні електроди (Pt, Pd, Au, Ag), хімічно активні (Сu, In, Sn) або модифіковані комплексні сполуки, а також іоноселективні електроди. Електроліти можуть бути рідкими (розчини КС1, H2SO4, буферні розчини), твердими (ZrO2, А12О3, Sb2O5 * nH2O), загущеними; застосовують також поліелектроліти. p> У сучасних електрохімічних сенсорах чутливий елемент (трансдьюсер) за своєю суттю представляє гальванічний елемент, запропонований Л. Кларком (1953), в якому два електроди і розчин електроліту відокремлені від аналізованого середовища напівпроникною мембраною. br/>В
Рис. 1. Полярографічний електрохімічний детектор кисню. p> Наприклад, в кисневому АМПЕРОМЕТРИЧНИЙ сенсорі (рис. 1) всередині циліндричного корпусу 1 розташовані індикаторний електрод 2 з платини і анод 3 з хлориду срібла (він же електрод порівняння). Електроліт (водний розчин КС1) заливається в резервуар 4 і утворює плівку 5 товщиною близько 10 мкм. Полімерна мембрана 6 (поліетилен, поліпропілен, фторопласт, целофан і ін) відокремлює електроліт від аналізованої середовища (вода, газ), з якої кисень дифундує через мембрану всередину елемента і відновлюється на катодно-поляризованому індикаторному електроді (Реакція О2 + 4е-+ 4Н + = 2H2O). Струм відновлення визначається швидкістю дифузії О2 крізь мембрану. Швидкість...
