بصفتك طالبًا، ربما تكون قد تعلمت مفهوم القطب الانتقائي للأيونات (ISE). ولكن ما هو وكيف يعمل؟ تتناول هذه المقالة المفاهيم الأساسية لتكنولوجيا القطب الانتقائي للأيونات. في هذه المدونة، سنناقش الحاجة إلى القطب الانتقائي للأيونات ونقدم أيضًا نصائح حول كيفية اختيار القطب الانتقائي للأيونات المناسب لحالة الاستخدام الخاصة بك. سننظر أيضًا في بعض التحديات الشائعة التي يواجهها مستخدمو القطب الانتقائي للأيونات ونصائح حول كيفية حلها لتوليد قياسات دقيقة.
القطب الانتقائي للأيونات (ISE) هو جهاز متخصص يستخدم لاستشعار تركيز أيون معين (مثل Na+ أو Cl−) في محلول (مثل الماء). ويتكون من مكونين رئيسيين: القطب المرجعي والقطب القياسي. يحتوي القطب الضارب على طلاء جديد تمامًا يمكنه العمل مع أيون معين، لذلك سيستهدف هذا الأيون المحدد فقط، وليس أيًا من الأيونات الموجودة في المحلول. كما يحتوي على طلاء، هذا القطب المرجعي، ولكنه طلاء لا يتفاعل مع أي أيون على الإطلاق. يعمل هذان القطبان معًا للمساعدة في قياس تركيز الأيون الذي تقوم بقياسه.
إن جهاز ISE ينشئ جهدًا كهربائيًا يختلف فقط بتركيز ذلك الأيون المحدد في المحلول. فما هو الفرق بين النقطتين؟ يتم قياس ذلك بالفولت باستخدام جهاز يسمى الفولتميتر. يتم إجراء بيانات الفولتميتر من خلال حساب رياضي، معادلة نيرنست لتحويلها إلى قيمة تركيز. تسمح هذه العملية للعلماء والباحثين بأخذ قراءات بتركيزات الأيونات النسبية الصحيحة.
بالمقارنة مع الطرق الأخرى لقياس الأيونات، تتمتع أجهزة قياس الأيونات الداخلية بالعديد من المزايا. وهذا يفتح الباب أمام إحدى أعظم مزاياها، وهي قدرتها على البحث عن أيونات فردية محددة دون تدخل من أيونات أخرى موجودة في المحلول. يعني استخدام أجهزة قياس الأيونات الداخلية أنه يمكن الحصول على قراءة واضحة في المحاليل المعقدة مثل الدم أو التربة حيث قد توجد العديد من الأيونات المختلفة.
تُستخدم أجهزة قياس درجة الحموضة للحفاظ على مستويات الأس الهيدروجيني في العديد من التطبيقات ذات الأهمية، على سبيل المثال في مرافق معالجة المياه وتصنيع الأغذية. وبهذه الطريقة، يمكن للعمال تعديل التركيب الكيميائي للمحلول بسرعة للحفاظ عليه عند مستوى الأس الهيدروجيني الذي يريدونه من خلال قياس الأس الهيدروجيني للمحلول في الوقت الفعلي. وهذا أمر حيوي لأن مراقبة الأس الهيدروجيني المناسب يمكن أن تؤثر على كل شيء بدءًا من سلامة مياه الشرب إلى جودة المنتجات الغذائية.
الشيء التالي الذي يجب أن تفكر فيه هو نوع العينة التي لديك. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون قياس عينات مختلفة أكثر صعوبة من غيرها، مما قد يتطلب منك اختيار جهاز قياس التوصيل الكهربائي المصمم خصيصًا لهذا النوع من العينات. على سبيل المثال، قد تتسبب موصلية مياه البحر، التي تحتوي على نسبة ملوحة عالية، في حدوث تداخل أثناء القياسات، وفي هذه الحالة قد تكون هناك حاجة إلى قطب كهربائي محدد للحصول على قراءة عالية الجودة.
إن جهاز Ise هو جهاز سهل الاستخدام وموثوق به إلى حد كبير، ولكن هناك بعض المشكلات الشائعة التي قد تحدث. ومن المشكلات الشائعة المعروفة باسم انجراف القطب. وهذا يعني أن القراءات من القطب لم تعد تعطي صورة دقيقة لتركيز الأيونات مع تغيرها بمرور الوقت. Athreos، "الانجراف في القياسات الحسابية الكهروكيميائية: نموذج للتخفيف من آثار الاستشعار عن بعد للروبوت"، 10) من الأهمية بمكان الالتزام بإجراءات التخزين/الصيانة الموصى بها من قبل الشركة المصنعة عن كثب من أجل التخفيف من انجراف القطب.
جميع الحقوق محفوظة لشركة Shanghai Labtech Co.,Ltd.