Ioniselektiivinen elektrodi

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
Elokuu 8, 2016 Erja Koski I 0 43

Ioniselektiivinen elektrodi, joka tunnetaan myös erityinen ioni elektrodi, on anturi, joka muuntaa toimintaa tietyn ionin liuotetaan osaksi sähköisen potentiaalin, joka voidaan mitata volttimittari tai pH-mittarilla. Jännite on teoreettisesti riippuu logaritmi ioniaktiivisuuden, mukaan Nernstin yhtälön. Tunnistava osa elektrodin on yleensä valmistettu kuten ioni-spesifisiä kalvon, yhdessä referenssielektrodin. Ioni-selektiivisiä elektrodeja käytetään biokemiallisten ja biofysikaalisten tutkimus, jossa mittaukset ionipitoisuuden vesiliuoksessa tarvitaan, yleensä reaaliajassa.

Tyyppisiä ioniselektiivisen kalvon

On olemassa neljä päätyyppiä ioniselektiivisen kalvon käytetään ioni-selektiivisiä elektrodeja: lasi, solid state, nestepohjaisia, ja yhdiste elektrodi.

Lasi kalvot

Lasi kalvot on valmistettu ioninvaihto- tyyppistä lasia. Tämäntyyppinen ISE on hyvä selektiivisyys, vaan ainoastaan ​​useiden yhden ladattu kationit; lähinnä H, Na, ja Ag. Chalcogenide lasi on myös selektiivisyys kaksinkertainen ladattu metalli-ioneja, kuten Pb ja Cd. Lasi kalvo on erinomainen kemiallinen kestävyys ja voivat työskennellä hyvin syövyttäviä aineita. Hyvin yleinen esimerkki tämän tyyppinen elektrodi on pH-lasielektrodi.

Kiteinen kalvot

Kiteistä kalvot on valmistettu mono- tai polycrystallites yhden aineen. Niillä on hyvä selektiivisyys, koska vain ionit, jotka voidaan esitellä itsensä kiderakenne voi häiritä elektrodin vaste. Selektiivisyys kiteistä kalvoja voivat olla sekä kationi ja anioni kalvon muodostavan aineen. Esimerkki on fluorin elektrodia, joka perustuu LaF3 kiteitä.

Ioninvaihtohartsit kalvot

Ioninvaihtohartseja perustuvat erityinen orgaaniseen polymeeriin kalvoja, jotka sisältävät tietyn ioninvaihto- ainetta. Tämä on yleisin ionispesifisiä elektrodi. Käyttö erityisten hartsien mahdollistaa valmistelu valikoivan elektrodien kymmenien eri ionien, sekä yhden atomin tai usean atomi. Ne ovat myös yleisin elektrodit anionisella valikoivuus. Tällaiset elektrodit on alhainen kemiallinen ja fyysistä kestävyyttä sekä "elinaika". Esimerkki on kalium elektrodia, joka perustuu valinomysiini kuten ioninvaihto- ainetta.

Rakentaminen

Nämä elektrodit on valmistettu lasista kapillaariputkiston noin 2 millimetriä halkaisijaltaan, suuren erän kerrallaan. Polyvinyylikloridi liuotetaan liuottimeen ja pehmentimiä lisäsi standarditavalla käyttää kun tehdään jotain vinyyli. Jotta ionisen spesifisyys, tietyn ionikanavan tai kantaja lisätään liuokseen; tämä mahdollistaa ioni läpi vinyyli, joka estää kulun muiden ionien ja veden.

Toinen pää pala kapillaariputkiston noin tuuman tai kaksi pitkää kastetaan tähän liuokseen ja poistetaan antaa vinyyli jähmettyä tulppa, että putken päässä. Käyttäen ruiskua ja neulaa, putki täytetään suolaliuoksen toisessa päässä, ja ne voidaan varastoida kylvyssä suolan liuoksen määräämättömäksi ajaksi. Mukavuussyistä käytössä, avoin pää letku on sovitettu tiukalla O-rengas hieman suurempi halkaisija letku, joka sisältää samaa suolaliuosta, hopea tai platinaelektrodin lanka asetetaan. Uusi elektrodi vinkkejä voidaan siis muuttaa hyvin nopeasti yksinkertaisesti poistamalla vanhemmat elektrodin ja sen korvaamista uudella.

Sovellukset

Käytössä, elektrodi johto on kytketty yhteen napaan galvanometrin tai pH-mittari, toinen napa, joka on kytketty referenssielektrodin, ja molemmat elektrodit on upotettu liuokseen testattava. Kulkua ionin kautta vinyyli kautta harjoittaja tai kanava luo sähkövirta, joka rekisteröi sen galvanometrin; kalibroimalla vastaan ​​standardiliuoksia vaihtelevan pitoisuuden, ionipitoisuuden vuonna testattu ratkaisu voidaan arvioida galvanometrin käsittelyssä.

Käytännössä on useita asioita, jotka vaikuttavat tähän mittaukseen, ja eri elektrodeja samasta erästä eroavat ominaisuuksiltaan. Vuoto välillä vinyyli ja seinämän kapillaari, jolloin kulku minkä tahansa ioneja, aiheuttaa mittarin lukeminen osoittaa vähän tai ei lainkaan muutoksia eri kalibrointi ratkaisuja, ja edellyttää, että elektrodi on hävitettävä. Samoin käytön ioni-herkkä kanavien vinyyli näyttävät vähitellen tukkeutua tai muuten inaktivoitu, jolloin elektrodi menettää herkkyyttä. Vaste elektrodin ja galvanometrin on lämpötila herkkä, ja myös "ajaudumme" ajan myötä, vaatii uudelleenkalibrointi usein aikana mittaussarjan, mieluiten vähintään yksi kalibrointinäytettä ennen ja jälkeen jokaisen testinäytteen. Toisaalta, kun se on upotettu liuoksessa on "asettumisaika", joka voi olla viisi minuuttia tai jopa pidempään, ennen elektrodin ja galvanometrin tasapainottua uusi lukema; niin että ajoitus lukema on kriittinen, jotta löydettäisiin tarkin "ikkuna" jälkeen vastaus on ratkaistu, mutta ennen kuin se on ajautunut tuntuvasti.

Entsyymielektrodeja

Entsyymi elektrodit todellakaan ole totta ioni-selektiivisiä elektrodeja, mutta yleensä pidetään sisällä ionispesifisiä elektrodi aiheeseen. Tällainen elektrodi on "kaksinkertainen reaktion" mekanismi - entsyymi reagoi tiettyyn aineeseen, ja tuote tämän reaktion havaitaan todellinen ioni-elektrodia, kuten pH-selektiivisen elektrodit. Kaikki nämä reaktiot tapahtuvat sisällä erityinen kalvo, joka peittää todellisen ioniselektiivinen elektrodi, minkä vuoksi entsyymi elektrodien joskus pidetään ioni-selektiivisiä. Esimerkki on glukoosi valikoiva elektrodeja.

Häiriöt

Vakavin ongelma käytön rajoittaminen ioniselektiivisen elektrodeja on häiriöitä muista, ei-toivottuja, ioneja. Ei ioni-selektiiviset elektrodit ovat täysin ionispesifisiä; kaikki ovat herkkiä muiden ionien, joilla on samanlaiset fysikaaliset ominaisuudet, siinä määrin, riippuu samankaltaisuuden aste. Useimmat näistä häiriöiden ovat tarpeeksi heikkoja voida jättää huomiotta, mutta joissakin tapauksissa elektrodin voi itse asiassa olla paljon herkempiä häiritsevän ionin kuin halutun ionin, vaaditaan, että häiritsevä ioni on läsnä vain suhteellisen hyvin pieninä pitoisuuksina tai kokonaan poissa . Käytännössä suhteellinen herkkyydet kunkin ionispesifisiä elektrodi eri häiritsevien ionien on yleisesti tunnettu ja tulee tarkistaa tapauskohtaisesti; mutta tarkka aste häiriöiden riippuu monista tekijöistä, estää tarkka korjaus lukemat. Sen sijaan, laskettaessa suhteellista häiriötä pitoisuus häiritsevien ionien voidaan käyttää apuna sen määrittämiseksi, onko arvioitu laajuus häiriön ansiosta luotettavia mittauksia, vai koe täytyy suunnitella uudelleen, jotta vähennetään vaikutus häiritsevien ionien. Nitraatti elektrodi on erilaisia ​​ionisia häiriöitä, eli perkloraatti, jodidi, kloridi ja sulfaatti. Nämä häiriöt vaihtelevat selvästi, missä määrin ne häiritsevät. Siten perkloraatti antaa vastauksen, joka on noin 50,000x yhtä suuri kuin sama määrä nitraattia, kun taas 1000x niin paljon sulfaatti tuottaa noin 10% virhe käsittelyssä. Kloridi aiheuttaa 10% virhe, kun läsnä noin 30x nitraattipitoisuus, mutta voidaan poistaa lisäämällä hopeasulfaattia. Vaihtoehtoisesti, nitraatti voidaan määrittää käyttämällä ammoniakkia kaasun tunnistus elektrodi. Tämä tekniikka mahdollistaa sen, että käyttäjä voi määrittää sekä ammonium- ja nitraatti-ioneja peräkkäin. Menettely hyödyntää vähentää kykyä titaanikloridia. Kolmenarvoista titaania pienennetään nitraatti-ioni, jopa 20 sivua minuutissa, ja ammoniumioni. PH: ssa 12-13, kaikki ammoniumioni näytteessä muunnetaan ammoniakkikaasua ja on viime kädessä havaita elektrodin.

  0   0
Edellinen artikkeli Nico F. Declercq
Seuraava artikkeli Hoton

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha