En tant qu'étudiant, vous avez peut-être appris le concept de l'électrode sélective aux ions (ISE). Mais qu'est-ce que c'est, et comment fonctionne-t-elle ? Cet article examine les concepts fondamentaux de la technologie ISE. Dans ce blog, nous discuterons de la nécessité des ISEs et fournirons également des conseils sur la manière de choisir une ISE appropriée pour votre cas d'utilisation. Nous examinerons également certaines des défis courants rencontrés par les utilisateurs d'ISEs et des astuces pour les résoudre afin d'obtenir des mesures précises.
Un électrode sélective à l'ion (ISE) est un instrument spécialisé, utilisé pour détecter la concentration d'un ion spécifique (comme Na+ ou Cl−) dans une solution (par exemple, de l'eau). Il se compose de deux composants principaux : l'électrode de référence et l'électrode de mesure. L'électrode mesurante possède une nouvelle couche qui peut interagir avec un ion spécifique, ciblant uniquement cet ion précis et non les autres ions présents dans la solution. Elle possède également une couche, cette électrode de référence, mais une couche qui ne réagit à aucun ion. Ces deux électrodes travaillent ensemble pour aider à mesurer la concentration de l'ion que vous êtes en train de mesurer.
Un EIS crée un potentiel électrique qui ne diffère que par la concentration de cet ion spécifique en solution. Alors, quelle est la différence entre ces deux points — qui est mesurée en volts à l'aide d'un appareil appelé voltmètre. Les données du voltmètre sont traitées par un calcul mathématique, l'équation de Nernst, pour être converties en une valeur de concentration. Ce processus permet aux scientifiques et chercheurs de prendre des mesures avec les concentrations d'ions relatives correctes.
Comparé à d'autres méthodes de mesure des ions, les EIS présentent de nombreux avantages. Cela ouvre la voie à l'un de leurs plus grands atouts, qui est leur capacité à détecter des ions individuels spécifiques sans interférence des autres ions présents en solution. L'utilisation des EIS signifie qu'une mesure claire peut être obtenue dans des solutions complexes comme le sang ou le sol, où une multitude d'ions différents peuvent exister.
Les ISE sont utilisés pour maintenir les niveaux de pH dans de nombreuses applications d'intérêt, par exemple dans les stations de traitement d'eau et la fabrication alimentaire. De cette manière, les opérateurs peuvent rapidement ajuster la composition chimique de la solution pour la maintenir à un niveau de pH souhaité en mesurant le pH de la solution en temps réel. Cela est crucial car surveiller le bon pH peut avoir un impact sur tout, de la sécurité de l'eau potable à la qualité des produits alimentaires.
La prochaine chose à considérer est le type d'échantillon que vous avez. De plus, certains échantillons peuvent être plus difficiles à mesurer que d'autres, ce qui peut nécessiter de choisir un ISE spécifiquement conçu pour ce type d'échantillon. Par exemple, la conductivité de l'eau de mer, qui a une forte salinité, peut causer des interférences lors des mesures, dans ce cas un électrode spécifique pourrait être nécessaire pour obtenir une mesure de qualité.
Ise est un appareil assez fiable et convivial, mais il peut survenir quelques problèmes courants. Un problème fréquent est connu sous le nom de dérive de l'électrode. Cela signifie que les lectures de l'électrode ne donnent plus une image précise de la concentration en ions car elles changent avec le temps. Athreos, « Drift in Electrochemical Computational Measurements: A Paradigm to Mitigate the Effects of Robot Remote Sensing », 10) Il est crucial de suivre strictement la procédure de stockage/entretien recommandée par le fabricant afin de réduire la dérive de l'électrode.
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