（一）选择性离子电极的工作原理

选择性离子电极是利用膜来测量水溶液中特定离子浓度 (如：Ca²⁺) 的电极。当电极的膜接触到含有特定离子的溶液时，取决于溶液离子浓度的电压就会在膜上产生。我们所有的选择性离子电极都是组合类型的：就是说，电压是以内在的银/氯化银 (Ag/AgCl) 参照电极为标准。选择性离子电极直接测量特定的离子浓度。为避免污染或消溶膜,样本应该是水溶液的。选择性离子电极有两种类型的膜：

固体聚合膜：这种类型的PVC膜用于硝酸盐、钙、铵离子电极。膜是一张多孔的能进行离子交换、但不透水的塑料圆盘。在它接触到样本溶液后，把样本与内在溶液分离开。PVC膜电极的膜是可替换的。

固态膜：这种薄的晶体圆盘用于氯离子电极。它能把样本与内在溶液分离开。氯离子电极的膜是不可替换的。

感应和参照电极之间产生的电压就是被测溶液离子的浓度。当达感应电极上的离子浓度有变化时，测到的2个电极之间的电势差也随着变化。Nerst 方程式是形容选择性离子电极的线性反应，如下：

E = E_o + m (ln a)

这里 E 是测量的电压，E_o是两个半电极的标准电压，m 是斜率，ln 是自然对数，a 是待测离子的活性。

假设离子强度是不大变化，形容电极反应的 Nerst 方程式可重新按离子的浓度，C，定义为：

E = E_o + m (ln C)

以下是浓度的自然对数与电压的图表：

用选择性离子电极测定 Ca²⁺、NH₄⁺、NO₃^-、Cl^- 离子浓度的方法如下：

1、数据采集器读取的电压与离子浓度有线性关系。

2、使用电压读数与如上图表所显示的法则，就能测定特定离子浓度的自然对数。

3、离子浓度可以从浓度的自然对数中测定。

（二）以下是使用此电极的一般步骤：

1、选择性离子电极 (ISE) 必须在高浓度标准溶液中浸湿大约 30 分钟 (电极附件提供)。注意：电极不要接触瓶子的底部，小的白色参照物应该浸没。电极下也不要有气泡。

2、如果在浸湿过程中要把电极拿到野外，请使用短期电极浸湿瓶。旋下盖子，注入 3/4 的高浓度标准液。把瓶盖放在电极上，把电极插入瓶子，旋紧盖子。注意：电极不能离开浸湿液超过 24 小时。把电极放在长期存放瓶中进行长期存放。

3、把电极连接到数据采集器的适合通道。

4、启动数据采集软件。

5、软件将自动识别电极。如果没有自动识别，请打开相应的电极实验文件，准备开始进行校准。

（三）使用电脑校准选择性离子电极

1、实验菜单中选择校准，然后单击。

2、高浓度校准点：电极应仍旧浸湿在高浓度标准液中。在编辑框中输入浓度值，如：100 毫克/公升为 100、1000 毫克/公升为 1000。

3、当所显示的电压读数1稳定时 (约1分钟)，再单击。

4、低浓度校准点：把电极从高浓度标准液中拿出，用裝有蒸餾水的洗滌瓶进行清洗，用纸巾轻柔地擦干。把电极放入低浓度标准液中 (包括电极)。注意：电极不要接触瓶子的底部，小的白色参照物应该浸没。电极下也不要有气泡。

5、保持此状态，等待电脑显示的电压读数的稳定。输入浓度值，如：1 毫克/公升为 1、10 毫克/公升为 10。当所显示的第二校准电压读数稳定后，单击后单击。

6、校准完成后，取出电极，用纸巾轻柔地擦干。

7、把电极的顶端插入待测样本。注意：电极不要接触瓶子的底部，小的白色参照物应该浸没。电极下也不要有气泡。注意：不要把传感器完全浸没。传感器柄是不防水的。

8、保持此状态，等待电脑显示的电压读数的稳定。

（四）电极的存放

适当的保管和存放对延长电极使用寿命来说是非常重要的，特别是有 PVC 膜的电极(铵、钙、硝酸盐)。

1、电极的长期存放 (超过 24 小时) 应在长期存放瓶中完成。瓶底的海绵应用蒸馏水让其保持潮湿。当你用完电极后，要用蒸馏水清洗并且用纸巾擦干。注意：电极的顶端不要接触海绵。检查白色参照物也在内部，不要使它放在瓶外或低于索环。旋紧盖子。这个存放系统使电极处于潮湿的环境中，免受外部环境影响。

2、电极的长短期存放 (不超过 24 小时) 可以在短期存放瓶中完成。在瓶中注入3/4 的高浓度标准液。松开盖子，把电极放入，盖紧盖子。