اندازه گیری اسپکتروفتومتری مشتقی، طیف سنجی نشر اتمی پلاسمای جفت شده القایی، طیف سنجی نشر شلعه ای، طیف سنجی جذب اتمی و پتانسیومتری مهمترین روش های اندازه گیری یون های لانتانید می باشد. از میان این روشها، الکترودهای یون گزین امروزه به طور معمول برای اندازه گیری تعداد زیادی از کاتیون ها و آنیون ها استفاده می شود که برخی از مشکلات روشهای بالا مثل پیچیده و وقت گیر بودن را ندارد.
در این تحقیق یک الکترود غشائی حساس و گزینش پذیر را برای اندازه گیری یون نئودیمیم ارائه کردیم. پاسخ این حسگر در محدودۀ غلظتی تا نئودیمیم یک پاسخ نرنستی است. حد تشخیص این حسگر است. داده های ضرایب گزینش پذیری برای کاتیون های مختلف نشان می دهد که این کاتیون ها مزاحمت قابل توجهی در اندازه گیری نئودیمیم ندارد.
از مشخصات قابل توجه این سنسور زمان پاسخ دهی سریع (کمتر از 10 ثانیه) است. ساختار بهینه غشاء که منجر به نتایج مطلوب شد به صورت 30% PVC ، 65% DBP، 3% یونوفور و 2% NaTPB بدست آمد.
بعد از چند سری آزمایش مشخص شد که گستره pH 9/2 - 2/9 پاسخ الکترود به تغییرات pH وابسته نیست. همچنین از این الکترود به عنوان الکترود شناساگر در تیتراسیون پتانسیومتری با EDTA استفاده شد.
الکتروشیمی در دو دهه اخیر پیشرفت های قابل توجهی در ایجاد روش های جدید در زمینه های کیفی و کمی کرده است و این پیشرفت ها مدیون توسعه دستگاه ها و مدارهای الکتریکی می باشند و همچنان اصلاح وسایل موجود و روش ها، ابداع شیوه ها و وسایل نوین ادامه دارد.
امروزه نقش شیمی تجزیه در شناسایی و تعیین غلظت گونه ها در نمونه های شیمیایی، بالینی، کشاورزی، زیست محیطی و صنعتی بسیار حائز اهمیت است ]1-4]. همچنین نقش آن در اندازه گیری مواد موجود در سیستم های زنده، به خصوص بدن جانداران و گیاهان و به ویژه انسان ها، چنان واضح و روشن است که بیان آن ضرورتی ندارد.
به همین دلیل، نیاز به تجهیزات و وسایل ضروری برای اندازه گیری مواد باعث شده که پیشرفت های زیادی در زمینه تکنولوژی ساخت ابزارها، و وسایل اندازه گیری و روش های تجزیه ای حاصل شود.
به طور کلی روش های تجزیه شیمیایی دستگاهی را می توان به سه دسته مهم تقسیم بندی کرد :
روش های جداسازی[1]؛
روش های طیفی[2]؛
روش های الکتروآنالیتیکی[3].
در این میان، روش های الکتروآنالیتیکی زیر شاخه الکترودهای یون گزین از شاخه پتانسیومتری مد نظر ما می باشد. از آن جا که الکترودهای یون گزین توانایی شناسایی و اندازه گیری یک گونه خاص با مقدار کم در حضور سایر اجزای موجود در نمونه را با دقت و حساسیت بسیار زیاد ممکن می سازد، به عنوان یک روش روزمره در بسیاری از آزمایشگاه ها شناخته شده اند.
مزایای الکترودهای یون گزین عبارت اند از :
- از مهم ترین مزیت الکترودهای یون گزین سهولت تهیه آن ها می باشد، زیرا کل مجموعه شامل یک پتانسیومتر برای اندازه گیری در حد میلی ولت و یک حسگر که به طور انتخابی به یک آنالیت خاص جواب می دهد، می باشد.
- کار با الکترودهای یون گزین ساده است و هزینه استفاده از آن ها کم می باشد. همچنین دارای ماندگاری و طول عمر خوبی می باشند.
- اندازه گیری با الکترود یون گزین تحت تأثیر عوامل مزاحم مانند رنگ نمونه نمی باشد.
- می توان از آن ها جهت اندازه گیری در محل[4]، استفاده نمود. به این ترتیب می توان الکترودهای یون گزین را در آزمایشگاه های تشخیص طبی، برای اندازه گیری عناصر حیاتی انسان به کار برد.
- گسترده دمایی کاربردشان در محلول های آبی بسیار وسیع است.
- اندازه گیری با استفاده از الکترودهای یون گزین روش غیر تخریبی بوده و نمونه پس از اندازه گیری به صورت دست نخورده باقی می ماند و می توان آن را با روش های دیگر مورد سنجش قرار داد. [5]
1-2- تجزیه الکتروشیمیایی :
فنون الکتروشیمیایی تجزیه، تأثیر متقابل شیمی و الکتریسیته می باشند. در حقیقت اندازه گیری کمیت های الکتریکی مانند جریان، پتانسیل و بار و ارتباط آن ها با پارامترهای شیمیایی را شامل می شوند.
چنین استفاده ای از اندازه گیری های الکتریکی برای اهداف تجزیه ای، گستره وسیعی از کاربردها را به وجود می آورد که بررسی های زیست محیطی، کنترل کیفیت صنعتی و تجزیه های زیست پزشکی را در بر می گیرد.
فرآیند الکتروشیمیایی در حد فاصل الکترود- محلول انجام می گیرند. تمایز بین انواع مختلف فنون الکتروشیمیایی تجزیه، ناشی از نوع محرک به کار رفته می باشد. دو نوع اساسی از اندازه گیری های الکتروشیمیایی تجزیه، شامل روش های پتانسیومتری و پتانسیوستائی است. [6]
هر دو نوع حداقل احتیاج به دو الکترود (هادی) و یک نمونه در تماس با الکترودها (الکترولیت) دارند که پیل الکتروشیمیایی را تشکیل می دهند. بنابراین، سطح الکترود، محل ارتباط یک هادی یونی و یک هادی الکترونی می باشد. یکی از این دو الکترود به ماده (یا مواد) مورد اندازه گیری جواب می دهد، بنابراین به نام الکترود شناساگر (کار[5]) نامیده می شود. الکترود دوم که به نام الکترود شاهد (مرجع[6]) نامیده می شود، دارای پتانسیل ثابت است. (پتانسیل آن مستقل از خواص محلول می باشد)
1-3- اندازه گیری های پتانسیومتری :
در پتانسیومتری، اطلاعات درباره ترکیب یک نمونه از طریق پتانسیلی که بین دو الکترود ظاهر
می شود، به دست می آید. پتانسیومتری یک روش تجزیه ای کلاسیک است که ریشه در زمان های پیش از قرن حاضر دارد. پتانسیومتری فنی است با جریان در حدود صفر (12- 10 آمپر) که در آن اطلاعات لازم درباره ترکیب نمونه از اندازه گیری پتانسیل به وجود آمده در طول یک غشاء حاصل می شود. با این حال گسترش سریع الکترودهای انتخابی جدید و اجزای الکترونیکی بسیار حساس و پایدار در طول چند سال گذشته، گستره کاربردهای تجزیه ای اندازه گیری های پتانسیومتری را به طرز عجیبی توسعه بخشیده است.
سرعتی که با آن این زمینه پیشرفت کرده، معیاری از میزان نیاز شیمیدانان تجزیه ای به اندازه گیری های پتانسیومتری به عنوان تجزیه های سریع، دقیق، ارزان قیمت و صحیح است. در این کار اصول اندازه گیری های پتانسیومتری مبتنی بر الکترودهای انتخابی یون، توصیف خواهد شد. [7و8]
1-4- حسگرهای شیمیایی[7] :
یک حسگر شیمیایی وسیله ای است که اطلاعات پیوسته ای را در مورد خواص شیمیایی محیط اطرافش در اختیار می گذارد. یک حسگر شیمیایی پاسخ خاصی را که به طور مستقیم با کمیت گونه شیمیایی به خصوصی مربوط است، تولید می کند.
حسگرهای شیمیایی دارای یک عنصر انتقال دهنده علائم[8]، پوشیده از یک لایه شناساگر شیمیایی یا زیستی می باشند. این لایه با ترکیب مورد نظر وارد واکنش می شود و تغییرات شیمیایی به وجود
آمده از این بر هم کنش را توسط عنصر انتقال دهنده به علائم الکتریکی تبدیل می کند.
حسگرهای شیمیایی به چهار دسته تقسیم می شوند :
- حسگرهای الکتریکی
- حسگرهای نوری
- حسگرهای گرمایی
- حسگرهای جرمی
1-4-1- حسگرهای الکتروشیمیایی :
حسگرهای الکتروشیمیایی (الکتریکی) زیر شاخه مهمی از حسگرهای شیمیایی را به وجود
می آورند. در این نوع حسگرها، الکترود به عنوان عنصر انتقال دهنده علائم مورد استفاده قرار
می گیرد. چنین ابزارهایی در حال حاضر از موقعیت برجسته ای در میان حسگرهای موجود برخوردارند و به مرحله تجاری رسیده اند.
حسگرهای الکتروشیمیایی به سه دسته تقسیم می شوند :
- حسگرهای پتانسیومتری
- حسگرهای آمپرومتری
- حسگرهای هدایت سنجی
1-4-2- حسگرهای پتانسیومتری:
حسگرهای پتانسیومتری، گسترده ترین گروه حسگرهای الکتروشیمیایی هستند. آن ها ابزاری هستند که پتانسیل خوانده شده توسط آن ها، به طور خطی با لگاریتم فعالیت یون مورد اندازه گیری در محلول رابطه دارد. این دسته از حسگرها، بسیار ارزان و ساده می باشند و از اوایل دهه 1930 به طور کاربردی مورد استفاده قرار گرفته اند.
شامل 71 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه استفاده از دی متیل بنزن به عنوان یونوفور در طراحی و ساخت سنسور غشاء و فرآیندهای غشایی بر اساس پی وی سی
