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Kinetic Description of the Membrane-Solution Interface for Ion-Selective Electrodes.
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-06-19 , DOI: 10.1021/acssensors.0c00774 Bradley Hambly 1 , Marcin Guzinski 2 , Bradford Pendley 1 , Ernő Lindner 1
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-06-19 , DOI: 10.1021/acssensors.0c00774 Bradley Hambly 1 , Marcin Guzinski 2 , Bradford Pendley 1 , Ernő Lindner 1
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The theoretical models for ISEs almost exclusively assume thermodynamic equilibrium at the membrane/solution-phase boundary. In this report, we present a new, congruent model which combines first-order reaction kinetics of ion-exchange at the phase boundary and diffusional mass transport in the adjoining phases in the continuity equation. The influence of the rate constant in the new kinetic model has significant impact on the predicted transients corresponding to instantaneous change in the sample solution composition. The simulated transients generated with the new model coincide with the transients recorded in common potentiometric experiments, e.g., with transients recorded upon step change in the primary or interfering ion concentrations. The simulated transients also align well with previously published transients representing special cases of potentiometry (e.g., super-Nernstian response, non-Nernstian responses in the presence of highly interfering ions). The implementation of the kinetic model for simulating the transients in the water layer test also resulted in a better agreement with the experiments compared to the previous models.
中文翻译：
离子选择电极的膜-溶液界面的动力学描述。
ISE的理论模型几乎完全假设膜/溶液相边界处的热力学平衡。在本报告中，我们提出了一个新的全等模型，该模型将连续性方程中相界处离子交换的一阶反应动力学与相邻相中的扩散质量输运相结合。在新的动力学模型中，速率常数的影响对与样品溶液成分的瞬时变化相对应的预测瞬变具有重大影响。用新模型生成的模拟瞬态与在普通电位计实验中记录的瞬态相吻合，例如，随着初级或干扰离子浓度的阶跃变化而记录的瞬态。模拟的瞬变也与代表电位计特殊情况的先前发布的瞬变很好地吻合（例如，在存在高干扰离子的情况下，超能斯特响应，非能斯特响应）。与以前的模型相比，在水层测试中模拟瞬态动力学模型的实现也与实验有更好的一致性。
更新日期：2020-07-24
中文翻译：
离子选择电极的膜-溶液界面的动力学描述。
ISE的理论模型几乎完全假设膜/溶液相边界处的热力学平衡。在本报告中，我们提出了一个新的全等模型，该模型将连续性方程中相界处离子交换的一阶反应动力学与相邻相中的扩散质量输运相结合。在新的动力学模型中，速率常数的影响对与样品溶液成分的瞬时变化相对应的预测瞬变具有重大影响。用新模型生成的模拟瞬态与在普通电位计实验中记录的瞬态相吻合，例如，随着初级或干扰离子浓度的阶跃变化而记录的瞬态。模拟的瞬变也与代表电位计特殊情况的先前发布的瞬变很好地吻合（例如，在存在高干扰离子的情况下，超能斯特响应，非能斯特响应）。与以前的模型相比，在水层测试中模拟瞬态动力学模型的实现也与实验有更好的一致性。
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