Als Student haben Sie vielleicht etwas über das Konzept einer ionenselektiven Elektrode (ISE) gelernt. Aber was ist das und wie funktioniert es? Dieser Artikel untersucht die Kernkonzepte der ISE-Technologie. In diesem Blog diskutieren wir die Notwendigkeit von ISEs und geben Tipps, wie Sie eine geeignete ISE für Ihren Anwendungsfall auswählen. Wir werden uns auch mit einigen häufigen Herausforderungen befassen, mit denen ISE-Benutzer konfrontiert sind, und Tipps geben, wie diese gelöst werden können, um genaue Messungen zu erzielen.
Eine ionenselektive Elektrode (ISE) ist ein Spezialinstrument, das verwendet wird, um die Konzentration eines bestimmten Ions (wie Na+ oder Cl−) in einer Lösung (z. B. Wasser) zu messen. Sie besteht aus zwei Hauptkomponenten: der Referenzelektrode und der Messelektrode. Die Schlagelektrode hat eine brandneue Beschichtung, die mit einem bestimmten Ion zusammenarbeiten kann, sodass sie nur dieses bestimmte Ion anvisiert, nicht eines der Ionen in der Lösung. Diese Referenzelektrode hat ebenfalls eine Beschichtung, aber eine Beschichtung, die auf überhaupt kein Ion reagiert. Diese beiden Elektroden arbeiten zusammen, um bei der Messung der Ionenkonzentration zu helfen, die Sie messen.
Eine ISE erzeugt ein elektrisches Potenzial, das sich nur durch die Konzentration des jeweiligen Ions in der Lösung unterscheidet. Was ist also der Unterschied zwischen diesen beiden Punkten? Er wird mit einem Gerät namens Voltmeter in Volt gemessen. Die Voltmeterdaten werden mithilfe einer mathematischen Berechnung, der Nernst-Gleichung, in einen Konzentrationswert umgewandelt. Dieser Prozess ermöglicht es Wissenschaftlern und Forschern, Messungen mit den korrekten relativen Ionenkonzentrationen vorzunehmen.
Im Vergleich zu anderen Methoden zur Messung von Ionen haben ISEs viele Vorteile. Einer ihrer größten Vorteile ist ihre Fähigkeit, nach bestimmten einzelnen Ionen zu suchen, ohne dass diese durch andere in der Lösung vorhandene Ionen gestört werden. Die Verwendung von ISEs bedeutet, dass in komplexen Lösungen wie Blut oder Erde, in denen eine Vielzahl verschiedener Ionen vorhanden sein können, ein eindeutiger Messwert erzielt werden kann.
ISEs werden eingesetzt, um den pH-Wert in vielen interessanten Anwendungen aufrechtzuerhalten, beispielsweise in Wasseraufbereitungsanlagen und bei der Lebensmittelherstellung. Auf diese Weise können Arbeiter die chemische Zusammensetzung der Lösung schnell anpassen, um sie auf dem gewünschten pH-Wert zu halten, indem sie den pH-Wert einer Lösung in Echtzeit messen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die Überwachung des richtigen pH-Werts alles von der Trinkwassersicherheit bis zur Qualität von Lebensmitteln beeinflussen kann.
Als nächstes sollten Sie sich überlegen, welche Art von Probe Sie haben. Darüber hinaus können bestimmte Proben schwieriger zu messen sein als andere, sodass Sie möglicherweise eine ISE auswählen müssen, die speziell für diesen Probentyp entwickelt wurde. Beispielsweise kann die Leitfähigkeit von Meerwasser, das einen hohen Salzgehalt aufweist, bei Messungen Störungen verursachen. In diesem Fall ist möglicherweise eine spezielle Elektrode erforderlich, um ein qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen.
Ise ist ein ziemlich zuverlässiges und benutzerfreundliches Gerät, aber es können einige häufige Probleme auftreten. Ein häufiges Problem ist die sogenannte Elektrodendrift. Das bedeutet, dass die Messwerte der Elektrode kein genaues Bild der Ionenkonzentration mehr liefern, da sie sich im Laufe der Zeit ändern. Athreos, „Drift in Electrochemical Computational Measurements: A Paradigm to Mitigate the Effects of Robot Remote Sensing“, 10) Es ist wichtig, dass die vom Hersteller empfohlenen Lagerungs-/Wartungsverfahren genau eingehalten werden, um die Elektrodendrift zu minimieren.
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