आईएसई के आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड

मैं विशिष्ट आयनों को क्यों मापना चाहूंगा?

आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड (ISE) सेंसर का एक वर्ग है जो विशिष्ट आयनों, जैसे सोडियम (Na+) या ब्रोमाइड (Br) की उपस्थिति पर प्रतिक्रिया करता है। इनका उपयोग संदर्भ इलेक्ट्रोड के साथ किया जाता है, और ये मिलीग्राम/लीटर में आयन सांद्रता की रिपोर्ट करते हैं।

सबसे आम ISE अमोनियम (NH4+), नाइट्रेट (NO3-), या क्लोराइड (Cl-) को मापते हैं। अमोनियम और नाइट्रेट महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे नाइट्रोजन-आधारित पोषक तत्वों के संकेतक हैं। इनका उपयोग अक्सर अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों या कृषि गतिविधियों द्वारा संदूषण का पता लगाने के लिए किया जाता है। क्लोराइड माप का उपयोग अक्सर समुद्री जल या अन्य संदूषण स्रोतों द्वारा संदूषण के संकेतक के रूप में किया जाता है जिसमें प्राकृतिक जल में अपेक्षा से अधिक क्लोराइड का स्तर होता है। लगभग 30 अन्य ISE उपलब्ध हैं; कुछ दूसरों की तुलना में बेहतर काम करते हैं।

दीर्घकालिक, विशिष्ट-आयन प्रवृत्तियों में परिवर्तन, जल और उसके प्रदूषण स्रोतों के अधिक विस्तृत रासायनिक अध्ययन की आवश्यकता का संकेत दे सकते हैं।

विशिष्ट आयनों को कैसे मापा जाता है?

ISE के दो प्रकार हैं। “सॉलिड-स्टेट” ISE का निर्माण ठोस बिलेट सामग्री से किया जाता है। इसका एक उदाहरण क्लोराइड सेंसर है, जो चांदी के एक छोटे टुकड़े से थोड़ा अधिक है। अलग-अलग क्लोराइड आयन सांद्रता चांदी की सतह पर अलग-अलग वोल्टेज क्षमता उत्पन्न करती है, और इन वोल्टेज को pH सेंसर के समान संदर्भ इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मापा जाता है।

“तरल झिल्ली” ISE एक पतली, बहुलक झिल्ली से निर्मित होती है जो एक इलेक्ट्रोलाइट को कवर करती है जिसमें एक इलेक्ट्रोड तार होता है। झिल्ली को विभिन्न सामग्रियों के साथ “डोप” किया जाता है जो विशिष्ट आयनों की उपस्थिति पर प्रतिक्रिया करते हैं, फिर से आयन की सांद्रता से संबंधित वोल्टेज क्षमता बनाकर। और सॉलिड-स्टेट ISE की तरह, इन वोल्टेज को pH सेंसर के समान संदर्भ इलेक्ट्रोड का उपयोग करके मापा जाता है।

दुर्भाग्य से, कई विशिष्ट-आयन सेंसर विशेष रूप से विशिष्ट नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, अमोनियम ISE, समान आकार और आवेश (+1) वाले आयनों से हस्तक्षेप का सामना करते हैं। ताजे पानी में पोटेशियम एक मामूली (आमतौर पर) हस्तक्षेपकर्ता है, लेकिन समुद्री जल में, सोडियम आयन अक्सर 12 mg/lN अमोनियम तक गलत रीडिंग का कारण बनते हैं, भले ही अमोनियम मौजूद न हो।

इस कारण से, अमोनियम और नाइट्रेट सेंसर समुद्री जल में काम नहीं करते हैं।

कुछ आयनिक प्रजातियाँ नमूने के पानी के pH से प्रभावित होती हैं। उदाहरण के लिए, अमोनियम उच्च pH पर अमोनिया गैस (NH3) में परिवर्तित हो जाता है (अमोनियमअमोनिया के लिए pKa 9.3 है)। यह घटना ISE संचालन से संबंधित नहीं है, लेकिन ISE के साथ अमोनियम को मापकर और pH को मापकर, आप अमोनिया सांद्रता और कुल अमोनिया (अमोनियम प्लस अमोनिया) की गणना mg/LN (यानी नाइट्रोजन का mg/l चाहे अमोनियम या अमोनिया के रूप में हो) की इकाइयों में कर सकते हैं। यह उच्च pH पर संचालन करते समय सुविधाजनक है जहाँ अमोनिया और अमोनियम दोनों प्रजातियाँ मौजूद होने की संभावना है।

ISE को कैलिब्रेट करना आसान है, जब तक कि आप इसे सही तरीके से नहीं करना चाहते। इसमें उच्च सटीकता के लिए चार बिंदु कैलिब्रेशन शामिल है – दो तापमानों पर दो सांद्रता। अधिकांश लोग वास्तविक माप के लिए अपेक्षित तापमान के करीब दो सांद्रता के साथ कैलिब्रेट करना चुनते हैं। उपकरण के निर्देशों का पालन करें। कई अलग-अलग सांद्रता के लिए अंशांकन मानक उपलब्ध हैं।

अधिकांश ISE एक साधारण ओ-रिंग सील के साथ रिसीवर में पेंच करते हैं। इससे सेंसर टिप्स को बदलना आसान हो जाता है जब उनका जीवनकाल समाप्त हो जाता है। संशोधन – 9.20 कृपया नीचे देखें, “आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड को कैलिब्रेट करते समय गतिविधि और सांद्रता के बीच अंतर” यह समझने के लिए कि अंशांकन मानकों का उपयोग कैसे किया जाता है।

क्षेत्र में ISE माप के बारे में मुझे क्या पता होना चाहिए?

ISE में गंदगी जमा होने से पहले ही वे सटीकता विनिर्देश से बहुत दूर चले जाते हैं। प्रत्येक उपयोगकर्ता को किसी विशेष परिस्थिति में ISE के प्रदर्शन का मूल्यांकन करना चाहिए ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि वांछित सटीकता सीमा को पार करने से पहले ISE कितने समय तक काम कर सकता है। अपने ISE को सूखने न देना सबसे अच्छा है, इसलिए 100% आर्द्रता सुनिश्चित करने के लिए सेंसर स्टोरेज कप में थोड़ी मात्रा में नल का पानी डालें।