Биоэлектроды

Лекция № 14 от 30.05.2005

Простейшие электроды, используемые для измерения биопотенциалов, представляют собой кусочки металла, которые можно размещать на поверхности или внутри тела при этом жидкости входящие в состав организма можно рассматривать, как электролиты.

В результате электрохимической реакции между металлами и раствором возникает разность потенциалов химической реакции, которые протекают между металлами и электролитами влияют на функционирование физических электродов. Эти же реакции обуславливаются и функционированием обычной электрической батареи или гальванического элемента.

Т.о. можно использовать принцип работы простого гальванического элемента для объяснения основ простого электрода.

На рисунке показан серебряный электрод, погруженный в соляной раствор являющийся электролитом т.к. серебро является хорошим проводником электричества, то оно имеет избыток слабо удерживаемых и относительно свободных валентных электронов.

При погружении серебра в электролит, некоторые из его валентных электронов переходят в раствор. Это приводит к тому, что бывшие ранее электрически нейтральным электрод становится заряженным положительно по отношению к электролиту. Возникающая разность потенциалов называется потенциалом полуэлемента. Для погруженного в электролит серебра напряжение полуэлемента составляет примерно ± 0,8В. При погружении в электролит медного электрода некоторые из его валентных электродов также переходят в раствор. Медный электрод становится положительно заряженным по отношению к электролиту. Значение потенциалов электрода в этом случаи составляет + 0,3В.

На третьей части рисунка показанные оба металла погруженных в один и тот же электролит для серебра и меди равно соответственно +0,8В и +0,3В и оба электрода положительны по отношению к электролиту, то разность потенциалов между электродами составляет +0,8В – (+0,3В) = 0,5В.

Серебряный электрод положителен по отношению к медному т.о. при погружении в один и тоже электролит 2 разнородных металлов между их контактами появляется постоянное напряжение их можно использовать для создания батареи.

Два одинаковых металла погруженных в один и тот же электролит не должны создавать разность потенциалов +0,8В-(+0,8) = 0В – компенсированный потенциал.

На рисунке показано перечное сечение двух серебренных пластинок, используемых в качестве электродов для снятие биопотенциалов, и контакт с поверхностью кожи, действую как электролит. Эти пластинки при полной химической идентичности дают результат напряжения 0В. Разность потенциалов между контактами называется напряжением смещения электродов (на теле). Если электроды, показанные на рисунке, химически идентичны (идеальное положение), то напряжение смещения будет равно нулю. На практике такого не бывает, даже согласованные электроды имеют некоторые химические различия между контактами физиологических электродов. Обычно существует некоторое напряжение смещения. При подключении электродов к усилителю получили сигнал, такой же, как физиологический сигнал, поступающий от организма.

Значения и полярности потенциалов полуэлементов зависит в основном от применяемых материалов.

*Хлорсеребренный электрод + конструкция (самостоятельно).

Дата добавления: 2014-01-07