均相膜電極英文解釋翻譯、均相膜電極的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 homogeneous membrane electrode

分詞翻譯：

均相的英語翻譯：

【化】 homogeneous phase

膜電極的英語翻譯：

【化】 membrane electrode

專業解析

均相膜電極（Homogeneous Membrane Electrode）是一種電化學傳感器，其核心特征在于其離子選擇性膜由單一、均勻的化學物質構成。這類電極主要用于檢測溶液中特定離子的活度（濃度），工作原理基于膜相與待測溶液之間的離子交換平衡産生的膜電位。

以下是其詳細解釋：

定義與核心特征：
- 均相膜：指電極的敏感膜是化學組成均勻一緻的材料，通常是一種固态離子導體或特定化合物。這與由多種材料混合或分散在惰性基質中構成的非均相膜（Heterogeneous Membrane）形成鮮明對比。
- 電極：在此語境下，指離子選擇性電極（Ion-Selective Electrode, ISE）的一部分。均相膜電極是ISE的一種重要類型。
- 工作原理：當電極浸入待測溶液時，膜相中可遷移的離子（通常是待測離子的反離子或與待測離子能發生交換的離子）在膜/溶液界面處與溶液中的待測離子發生選擇性交換或遷移，建立起一個與待測離子活度相關的膜電位。該膜電位與參比電極電位結合，構成電池電動勢，遵循能斯特方程（Nernst Equation），從而可計算出待測離子的活度。
- 能斯特方程： $$ E = E^0 pm frac{RT}{nF} ln a_i $$ 其中 $E$ 是電池電動勢，$E^0$ 是标準電位，$R$ 是氣體常數，$T$ 是絕對溫度，$n$ 是待測離子的電荷數，$F$ 是法拉第常數，$a_i$ 是待測離子 i 的活度。± 符號取決于待測離子是陽離子（+）還是陰離子（-）。
典型示例：
- 氟離子選擇性電極：這是最經典、應用最廣泛的均相膜電極。其敏感膜由摻有Eu²⁺（或Ca²⁺）的氟化镧（LaF₃）單晶構成。氟離子（F⁻）是膜中可遷移的離子。該電極對F⁻具有極高的選擇性。
- 硫化銀電極：敏感膜由硫化銀（Ag₂S）壓片或單晶制成。銀離子（Ag⁺）是膜中的電荷載體。該電極對Ag⁺有響應，同時由于S²⁻的存在，也對S²⁻有響應（通過溶解平衡）。它也是構成鹵素離子（Cl⁻, Br⁻, I⁻）和氰根離子（CN⁻）等電極的基礎（這些電極常被稱為非均相膜電極，但核心敏感材料仍是Ag₂S）。
- 玻璃電極（pH電極）：雖然常單獨分類，但其核心的pH敏感玻璃膜（通常由SiO₂基質摻入Na₂O和CaO等構成）在微觀尺度上可視為一種均相材料。H⁺離子在膜表面的水化層進行離子交換是響應基礎。
優點：
- 高選擇性：對于設計良好的均相膜（如LaF₃），對目标離子通常具有非常高的選擇性。
- 響應快速：離子在均相固态材料中的遷移通常較快。
- 穩定性好：固态晶體或玻璃膜通常具有較好的化學和機械穩定性。
- 檢測限低：尤其適用于低濃度離子的檢測。
應用領域：
- 環境監測（如水質氟含量檢測）
- 工業過程控制
- 生物醫學分析（如血清、尿液離子檢測）
- 食品與飲料分析
- 地質與土壤分析
英文術語對照與解釋：
- 均相膜電極：Homogeneous Membrane Electrode
  - Homogeneous：均質的，同質的。強調膜的化學組成是單一、均勻的。
  - Membrane：膜。指具有離子選擇性的關鍵部件。
  - Electrode：電極。在此特指離子選擇性電極。
- 同義或相關術語：
  - Crystalline Membrane Electrode：晶體膜電極。這是均相膜電極中最主要的類型，因為許多均相膜是單晶或多晶固體（如LaF₃, Ag₂S）。
  - Solid-State Electrode：固态電極。廣義上包含均相膜電極（晶體膜）和非均相膜電極（如分散在聚合物中的晶體粉末膜）。但在許多語境下，Solid-State ISE 特指以固态晶體為敏感膜的電極。
  - Ion-Selective Electrode (ISE) with Homogeneous Membrane：帶有均相膜的離子選擇性電極。這是最完整的描述。

權威參考來源：

國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC)： IUPAC 是化學命名的最高權威機構，其發布的術語建議（如“Compendium of Analytical Nomenclature”）定義了電化學傳感器，包括離子選擇性電極及其膜類型的分類（均相膜、非均相膜）。來源： IUPAC官網術語文件。
分析化學領域經典教材：
- Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Crouch, S. R. Principles of Instrumental Analysis。這類教材在“電化學分析法”章節會詳細介紹離子選擇性電極的原理、類型（包括均相膜電極如氟電極、硫化銀電極）和能斯特方程的應用。來源：主流分析化學教材。
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications。這本電化學經典著作對電極過程，包括膜電位産生的理論基礎有深入闡述。來源：電化學領域權威教材。
離子選擇性電極專業制造商的技術文檔：如Thermo Fisher Scientific (Orion), Mettler Toledo, Hach 等公司在其特定離子電極（尤其是氟離子電極）的産品說明書或應用指南中，會明确描述其電極類型為“固态晶體膜電極”或“均相膜電極”，并解釋其工作原理和特性。來源：主要電化學儀器制造商官網。
學術期刊綜述與專著：
- Buck, R. P.; Lindner, E. Recommendations for Nomenclature of Ion-Selective Electrodes. Pure Appl. Chem.1994, 66 (12), 2527–2536。這篇IUPAC支持的文章詳細讨論了ISE的命名法，包括膜的分類。來源： IUPAC期刊 Pure and Applied Chemistry。
- Bakker, E.; Pretsch, E. Modern Potentiometry. Angew. Chem. Int. Ed.2007, 46 (30), 5660–5668。這篇綜述涵蓋了現代電位分析法，包括各類ISE的原理和發展。來源：權威化學期刊 Angewandte Chemie。

網絡擴展解釋

均相膜電極是離子選擇性電極的一種類型，其核心特點是膜材料為單一均勻的化學物質。以下是詳細解釋：

1. 定義與結構

均相膜：指電極的敏感膜由單一化學物質構成，材質均勻且無基質分散。例如：
- 晶體膜：如氟離子選擇性電極（LaF₃單晶膜）。
- 均質聚合物膜：某些特定離子載體均勻分散在疏水聚合物中形成的膜。

2. 工作原理

基于膜與溶液間的離子交換，産生膜電位。當電極浸入溶液中時，膜内可遷移的離子（如LaF₃中的F⁻）與溶液中目标離子（F⁻）發生交換，形成電位差。
根據能斯特方程，電位（E）與目标離子活度（a）相關： $$ E = text{常數} + frac{RT}{nF} ln a $$

3. 特點

高選擇性：膜材料僅對特定離子敏感（如LaF₃膜僅響應F⁻）。
響應速度快：因離子在均質膜中的遷移速率高。
穩定性好：單一材料結構不易受環境幹擾（如溫度、pH）。
典型應用：檢測F⁻、Cl⁻、CN⁻等，常見于水質分析、工業流程監控。

4. 與非均相膜電極的區别

非均相膜電極：活性物質分散在惰性基質（如矽橡膠、石蠟）中，例如以Ag₂S為基質的硫離子電極。
關鍵差異：均相膜電極的活性物質自身構成膜，而非分散在載體中。

5. 注意事項

使用中需避免膜表面污染或劃傷，否則會導緻靈敏度下降。
需根據待測離子調整溶液pH（如氟電極需pH 5-7）。

若需進一步了解具體電極的構造或應用場景，建議參考電化學分析教材或離子選擇性電極的專著。