均相膜电极英文解释翻译、均相膜电极的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 homogeneous membrane electrode

分词翻译：

均相的英语翻译：

【化】 homogeneous phase

膜电极的英语翻译：

【化】 membrane electrode

专业解析

均相膜电极（Homogeneous Membrane Electrode）是一种电化学传感器，其核心特征在于其离子选择性膜由单一、均匀的化学物质构成。这类电极主要用于检测溶液中特定离子的活度（浓度），工作原理基于膜相与待测溶液之间的离子交换平衡产生的膜电位。

以下是其详细解释：

定义与核心特征：
- 均相膜：指电极的敏感膜是化学组成均匀一致的材料，通常是一种固态离子导体或特定化合物。这与由多种材料混合或分散在惰性基质中构成的非均相膜（Heterogeneous Membrane）形成鲜明对比。
- 电极：在此语境下，指离子选择性电极（Ion-Selective Electrode, ISE）的一部分。均相膜电极是ISE的一种重要类型。
- 工作原理：当电极浸入待测溶液时，膜相中可迁移的离子（通常是待测离子的反离子或与待测离子能发生交换的离子）在膜/溶液界面处与溶液中的待测离子发生选择性交换或迁移，建立起一个与待测离子活度相关的膜电位。该膜电位与参比电极电位结合，构成电池电动势，遵循能斯特方程（Nernst Equation），从而可计算出待测离子的活度。
- 能斯特方程： $$ E = E^0 pm frac{RT}{nF} ln a_i $$ 其中 $E$ 是电池电动势，$E^0$ 是标准电位，$R$ 是气体常数，$T$ 是绝对温度，$n$ 是待测离子的电荷数，$F$ 是法拉第常数，$a_i$ 是待测离子 i 的活度。± 符号取决于待测离子是阳离子（+）还是阴离子（-）。
典型示例：
- 氟离子选择性电极：这是最经典、应用最广泛的均相膜电极。其敏感膜由掺有Eu²⁺（或Ca²⁺）的氟化镧（LaF₃）单晶构成。氟离子（F⁻）是膜中可迁移的离子。该电极对F⁻具有极高的选择性。
- 硫化银电极：敏感膜由硫化银（Ag₂S）压片或单晶制成。银离子（Ag⁺）是膜中的电荷载体。该电极对Ag⁺有响应，同时由于S²⁻的存在，也对S²⁻有响应（通过溶解平衡）。它也是构成卤素离子（Cl⁻, Br⁻, I⁻）和氰根离子（CN⁻）等电极的基础（这些电极常被称为非均相膜电极，但核心敏感材料仍是Ag₂S）。
- 玻璃电极（pH电极）：虽然常单独分类，但其核心的pH敏感玻璃膜（通常由SiO₂基质掺入Na₂O和CaO等构成）在微观尺度上可视为一种均相材料。H⁺离子在膜表面的水化层进行离子交换是响应基础。
优点：
- 高选择性：对于设计良好的均相膜（如LaF₃），对目标离子通常具有非常高的选择性。
- 响应快速：离子在均相固态材料中的迁移通常较快。
- 稳定性好：固态晶体或玻璃膜通常具有较好的化学和机械稳定性。
- 检测限低：尤其适用于低浓度离子的检测。
应用领域：
- 环境监测（如水质氟含量检测）
- 工业过程控制
- 生物医学分析（如血清、尿液离子检测）
- 食品与饮料分析
- 地质与土壤分析
英文术语对照与解释：
- 均相膜电极：Homogeneous Membrane Electrode
  - Homogeneous：均质的，同质的。强调膜的化学组成是单一、均匀的。
  - Membrane：膜。指具有离子选择性的关键部件。
  - Electrode：电极。在此特指离子选择性电极。
- 同义或相关术语：
  - Crystalline Membrane Electrode：晶体膜电极。这是均相膜电极中最主要的类型，因为许多均相膜是单晶或多晶固体（如LaF₃, Ag₂S）。
  - Solid-State Electrode：固态电极。广义上包含均相膜电极（晶体膜）和非均相膜电极（如分散在聚合物中的晶体粉末膜）。但在许多语境下，Solid-State ISE 特指以固态晶体为敏感膜的电极。
  - Ion-Selective Electrode (ISE) with Homogeneous Membrane：带有均相膜的离子选择性电极。这是最完整的描述。

权威参考来源：

国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC)： IUPAC 是化学命名的最高权威机构，其发布的术语建议（如“Compendium of Analytical Nomenclature”）定义了电化学传感器，包括离子选择性电极及其膜类型的分类（均相膜、非均相膜）。来源： IUPAC官网术语文件。
分析化学领域经典教材：
- Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Crouch, S. R. Principles of Instrumental Analysis。这类教材在“电化学分析法”章节会详细介绍离子选择性电极的原理、类型（包括均相膜电极如氟电极、硫化银电极）和能斯特方程的应用。来源：主流分析化学教材。
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications。这本电化学经典著作对电极过程，包括膜电位产生的理论基础有深入阐述。来源：电化学领域权威教材。
离子选择性电极专业制造商的技术文档：如Thermo Fisher Scientific (Orion), Mettler Toledo, Hach 等公司在其特定离子电极（尤其是氟离子电极）的产品说明书或应用指南中，会明确描述其电极类型为“固态晶体膜电极”或“均相膜电极”，并解释其工作原理和特性。来源：主要电化学仪器制造商官网。
学术期刊综述与专著：
- Buck, R. P.; Lindner, E. Recommendations for Nomenclature of Ion-Selective Electrodes. Pure Appl. Chem.1994, 66 (12), 2527–2536。这篇IUPAC支持的文章详细讨论了ISE的命名法，包括膜的分类。来源： IUPAC期刊 Pure and Applied Chemistry。
- Bakker, E.; Pretsch, E. Modern Potentiometry. Angew. Chem. Int. Ed.2007, 46 (30), 5660–5668。这篇综述涵盖了现代电位分析法，包括各类ISE的原理和发展。来源：权威化学期刊 Angewandte Chemie。

网络扩展解释

均相膜电极是离子选择性电极的一种类型，其核心特点是膜材料为单一均匀的化学物质。以下是详细解释：

1. 定义与结构

均相膜：指电极的敏感膜由单一化学物质构成，材质均匀且无基质分散。例如：
- 晶体膜：如氟离子选择性电极（LaF₃单晶膜）。
- 均质聚合物膜：某些特定离子载体均匀分散在疏水聚合物中形成的膜。

2. 工作原理

基于膜与溶液间的离子交换，产生膜电位。当电极浸入溶液中时，膜内可迁移的离子（如LaF₃中的F⁻）与溶液中目标离子（F⁻）发生交换，形成电位差。
根据能斯特方程，电位（E）与目标离子活度（a）相关： $$ E = text{常数} + frac{RT}{nF} ln a $$

3. 特点

高选择性：膜材料仅对特定离子敏感（如LaF₃膜仅响应F⁻）。
响应速度快：因离子在均质膜中的迁移速率高。
稳定性好：单一材料结构不易受环境干扰（如温度、pH）。
典型应用：检测F⁻、Cl⁻、CN⁻等，常见于水质分析、工业流程监控。

4. 与非均相膜电极的区别

非均相膜电极：活性物质分散在惰性基质（如硅橡胶、石蜡）中，例如以Ag₂S为基质的硫离子电极。
关键差异：均相膜电极的活性物质自身构成膜，而非分散在载体中。

5. 注意事项

使用中需避免膜表面污染或划伤，否则会导致灵敏度下降。
需根据待测离子调整溶液pH（如氟电极需pH 5-7）。

若需进一步了解具体电极的构造或应用场景，建议参考电化学分析教材或离子选择性电极的专著。