Ионоселективные электроды

 Словарь медицинских терминов

Электрофорез лекарственный. ионогальванодиатермия (устар.) -- см. Диатермоэлектрофорез. ионограмма (ион + греч. gramma запись) -- совокупность количественных данных о содержании ионов в пробе крови, представленных в графической или цифровой форме. ионография (ион + греч. grapho писать, изображать) -- метод регистрации содержания ионов в биологических структурах и средах при помощи ионоселективных электродов. ионометр (ион + греч. metreo измерять) -- см. Спектрометр ионов. ионообменная мембрана -- пленка, изготовленная из ионитов и применяемая для избирательного извлечения из растворов каких-либо ионов; И. м. широко используются в медицине и медицинской промышленности. ионообменники -- см. Иониты. ионообменные смолы -- синтетические смолы, используемые в качестве ионитов. ионотерапия (устар.; ион + терапия) -- см. Электрофорез лекарственный. ионофорез [ стар.; ион + (электро)форе ] -- см. Электрофорез лекарственный. ионтофорез (устар.) -- см. Электрофорез лекарственный. иофобия (iophobia; греч. ios яд + фобия) --

 Ионометрия. Метод градуировочного графика

Анализ состоит в измерении потенциала ИСЭ в пробе и вычисления содержания определяемого компонента по градуировочному графику. Важной особенностью метода градуировочного графика является необходимость постоянства условий проведения калибровки и измерений. При проведении измерений следует, прежде всего, уделять внимание уравниванию температуры и ионной силы, как стандартных растворах, так и в анализируемых пробах. Несоблюдение этого условия ведет к увеличению погрешности измерений. На практике калибровка линейна только в определенном диапазоне концентраций. Вне этого диапазона калибровка нелинейна. В некоторых случаях можно использовать нелинейную часть калибровки, но это надо делать с оглядкой, так как не всегда можно контролировать процессы происходящие с ионоселективными электродами в этих диапазонах. В ионометрическом анализе важное место занимает предварительная оценка погрешности определения анализируемого компонента. По характеру погрешности все режимы измерений делятся на 2 группы. К первой группе относятся измерения в единицах рХ. Погрешность измерения рХ является абсолютной и рассчитывается следующим образом: D pX = D E/S где D E - абсолютное отклонение измеренного значения E от истинного.

 Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

НОРМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ - физические условия, определяемые давлением p = 101325 Па (нормальная атмосфера) и температурой 273,15 К (0 .С), при которых объем 1 моля идеального газа V0 = 2,24136.10-2 м3. Нормальное ускорение свободного падения gn = 9,80665 м/с2. НОРМАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ в электрохимии - см. Стандартный потенциал. НОРМАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ - гальванический элемент, электродвижущая сила которого стабильна при постоянной температуре и давлении. Положительный электрод нормального элемента - Hg, отрицательный - амальгама кадмия или цинка, электролит - водный раствор сульфата кадмия или цинка. Различают нормальный элемент насыщенный (электродвижущая сила 1,0185=1,0187 В) и ненасыщенный (электродвижущая сила 1,0186=1,0194 В). Используют в качестве образцовой меры электродвижущей силы и источника опорной электродвижущей силы в измерительных приборах. НОРМАН (Norman) Джесси (р. 1945) - американская певица (сопрано). Афроамериканка. Прославилась исполнением вокальных сочинений Ф. Шуберта, И. Брамса, Г. Малера, композиторов нововенской школы

 Ионометрия. Поиск неисправностей

Внимание! Перед тем как производить проверку работоспособности прибора, следует убедиться в том, что выбранные электроды могут быть использованы с данным типом иономера. Всегда следует помнить о том, что сопротивление электродов должно быть минимум в 1000 раз меньше входного сопротивления прибора! Неисправность электродов Главным признаком выхода из строя электродов является отличие наклона электродной функции от паспортной величины. Отличия в других паспортных характеристиках, таких как положения эквипотенциальной точки, температурного коэффициента, еще не является показателем полной потери работоспособности электродов. Вывод о продолжении эксплуатации электродов может делать сам оператор, пользуясь собственным опытом работы. Ниже приведен ряд мер по восстановлению рабочих свойств электродов. Ионоселективный электрод Для восстановления утерянных свойств ИСЭ существует не так много универсальных приемов. Перед тем как что-либо предпринять, следует внимательно осмотреть ионоселективный электрод. Осмотр должен выявить трещины в корпусе, если таковые существуют. Через трещины может либо заливаться во внутреннее пространство электрода анализируемый раствор, либо поступать раствор из корпуса электрода.

 Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

Используя потенциометр в совокупности с мерами сопротивления или измерительными преобразователями, можно измерять электрический ток и мощность, температуру, давление и др. Различают потенциометр постоянного и переменного тока. 2) Переменный резистор, включенный по схеме делителя напряжения. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ - электрохимический метод количественного анализа и изучения кинетики химических процессов, основан на измерении электродвижущей силы гальванического элемента с индикаторным электродом, потенциал которого зависит от концентраций (активностей) ионов в исследуемом растворе. ПОТЕНЦИРОВАНИЕ (от нем. Potenz - степень) - действие, заключающееся в нахождении числа по данному логарифму. ПОТЕНЦИЯ (от лат. potentia - сила) - скрытая возможность, способность, сила, могущая проявиться при известных условиях. ПОТЕРИ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО - часть балансовых запасов, не извлеченная при разработке месторождения или утраченная в процессе добычи и переработки. "ПОТЕРЯННОЕ ПОКОЛЕНИЕ" (англ. lost generation) - определение, применяемое к группе зарубежных писателей, выступивших в 1920-е гг. с произведениями, в которых отразились разочарование в современной цивилизации и утрата просветительских идеалов, обостренные трагическим опытом 1-й мировой войны

 Автоматизация калибровки ионоселективных электродов

Иными словами, зависимость разности потенциалов электродов от времени разбавления носит ярко выраженный линейный характер. Однако перед тем как бросить все и заняться воплощением этой идеи, следует выяснить, какой должна быть скорость разбавления исходного раствора. Скорость не должна быть высокой, так как это приведет к большой систематической погрешности измерения потенциала из-за условий, далеких от равновесных. Низкая скорость тоже нежелательна, так как излишне растягивает процесс калибровки во времени. Необходим оптимум! Без сомнения лучшим выходом из положения является эксперимент, поскольку для каждого типа электродов скорость установления потенциала, близкому к равновесному, будет своя. Не буду вводить читателя в заблуждение, уверяя, что была проделана громадная исследовательская работа по установлению оптимальной скорости разбавления. Работа была проведена минимальная и только для того, чтобы подтвердить принципиальную возможность. В качестве пары ионоселективных электродов были использованы фторидселективный электрод ЭF-У1 и хлорсеребряный вспомогательный электрод ЭВЛ-1М3.

 Разработка ионометрической методики

Нет нужды говорить о том, что компоненты электролита не должны влиять на отклик ионоселективного электрода. Расчет концентрации электролита можно производить с помощью программы Io Calc . Для регулирования кислотности среды пробы используются традиционные в аналитической химии буферные смеси. Также как и электролит, вещество буфера не должно влиять на аналитический сигнал ИСЭ. Удачным считается тот приготовленный раствор, который содержит как можно меньше компонентов. Примером может служить раствор для анализа фторидов фторидселективным электродом. Раствор содержит лимонную кислоту, нейтрализованную едким натром до pH=5-6. Эта смесь выполняет одновременно роль электролита для создания ионной силы, реагента для поддержания необходимой кислотности среды и маскирующего реагента. Функция смеси, как маскирующего реагента, состоит в разрушении комплексов фторида с катионами железа и алюминия, которые могут присутствовать в пробе. Применим полученные знания на примере разработки методики для определения хлоридов в речной воде. Известно, что в речной воде содержатся следующие ионы: Ca2 10-3 - 10-2 M HCO3- 2 10-3 - 2 10-2 M Cl- 5 10-5 - 5 10-4 M a 10-5 - 10-4 M pH 7 -9 Содержание хлорида в речной воде указывает на то, что исходя из предела обнаружения, можно использовать электрод типа ЭМ-Сl-01.

 Разработка ионометрической методики определения четвертичных аммониевых солей

Дело в том, что чем выше гидрофобность четвертиченого катиона, тем необходимо большее время для установления стабильного значения потенциала ионоселективного электрода. Кроме того, продукт реакции тетрафенилбората с ТАМАН, ТОМАН и ТАБАН выпадает не в виде обычного осадка, а образует коллоидные растворы, которые в процессе титрования разрушаются, образовывая чрезвычайно липкий осадок. Этот осадок прилипает к поверхности мембраны, не улучшая показатели стабильности потенциала. В конечном итоге эти факторы приводят к тому, что единичное определение может длиться 1-1,5 часа. Для ускорения процедуры анализа мною была предложена процедура косвенного определения. К раствору ТАМАН добавляется избыток тетрафенилбората натрия. Через 5-10 минут в эту смесь добавляется стандартный раствор йодида тетрабутиламмония (ТБАЙ), который затем и титруется. Что дает такая процедура? Во-первых, известно, что катион тетрабутиаммония значительно легче титруется, хотя и с меньшим скачком потенциометрического титрования (рис.1, кривая 3). Во-вторых, осадок тетрафенилбората тетрабутиламмония имеет ярко выраженный хлопьевидный вид, который прекрасно собирает на себя липкий осадок соединения четвертичных аммониевых солей с тетрафенилборатом.

 Мониторинг природных вод с использованием ИСЭ

Мониторинг природных вод с использованием ИСЭ Ионоселективные электроды (ИСЭ) являются довольно удобным средством постоянного наблюдения за изменением состава природных вод. Процедура анализа довольно проста: опусти электроды в речку и проводи измерения. По крайней мере, так это описывается в рекламных проспектах. Однако таким образом могут использоваться только часть электродов. Что же мешает использовать другую часть электродов в мониторинге природных вод? Во-первых, это высокие пределы обнаружения ряда электродов. Вопреки бытующим в среде химиков представлениям, ПДК не является ориентиром реального содержания анализируемого иона в природных водах. Как правило, в водах существенно меньше интересующих нас ионов! Одна московская фирма наплодила уйму методик определения ионов в природных водах. Использовались все известные электроды. Однако в действительности пригодными оказались 5-6 методик, а остальные методики определяли скорее отсутствие ионов, чем их присутствие. Во-вторых, некоторые электроды требуют различного рода добавок, маскирующих негативное влияние примесей и создающих необходимый рН среды.

 Почвенный раствор и плодородие почвы

Эту третью фазу солевого режима можно назвать фазой выщелачивания и опреснения почвенного профиля. Изменения концентрации почвенного раствора засоленных почв в годовом цикле могут быть иллюстрированы следующими показателями в горизонтах о-5 см среднезасоленного светлого серозема концентрация от зимы к лету возрастает от 7 до 150 г л, в пухлом солончаке — от 16 до 410 г л соответственно. В условиях орошения солевой режим почвенных растворов осложняется, хотя общий ход годового режима сохраняется. Каждый полив в слабой степени создает условия для наступления фазы выщелачивания и опреснения. По окончании полива вследствие интенсивного испарения почвенно-грунтовых вод начинается процесс повышения концентрации солей в почвенном растворе. Использование новых методов исследования почвенных растворов с помощью ионоселективных электродов позволило в последние годы получить данные о суточной динамике ряда ионов в почвенных растворах. Исследования на черноземах показали, что особенно резкому колебанию подвержена активность ионов кальция. Максимум концентрации ионов кальция приходится на дневные часы, минимум — на ночные.

 Управление загрязнением окружающей среды

Кондуктометрический метод основан на зависимости электропроводности и диэлектрической проницаемости вещества от концентрации и природы её компонентов. Приборы, основанные на кондуктометрическом методе анализа, называются кондуктометрами или солемерами. Ионометрический метод основан на реакции ионоселективных электродов, обратимых к большому числу катионов и анионов. Macс-спектрометрический метод заключается в ионизации газообразной пробы электронной бомбардировкой, после чего образующиеся ионы подвергаются воздействию магнитного поля. В зависимости от массы и заряда ионы отклоняются с различной скоростью и соответствующим образом разделяются. Рентгеноспектральный анализ основан на получении спектров различных элементов и веществ под воздействием рентгеновского излучения. Контактные методы наблюдений и контроля за состоянием природной среды дополняются неконтактными, основанными на использовании двух свойств зондирующих полей (электромагнитных, акустических, гравитационных) осуществлять взаимодействия с контролируемым объектом и переносить полученную информацию к датчику.

 Ионометрическое титрование

Две прямые параллельны друг другу и являются касательными к некоторым участкам кривой титрования (см. на рис.2а красные линии). Чем ближе эти прямые будут находиться к точке эквивалентности, тем лучше. Третья прямая аппроксимирует точки около точки эквивалентности (см. зеленую линию). Если получившийся отрезок АB разделить пополам, то найденная точка является искомой точкой эквивалентности. Некоторые экспериментаторы предпочитают обрабатывать кривые титрования так, как это показано на рисунке 2б. Когда кривая титрования не идеально симметрична, то такая обработка результатов ошибочна, так как теряется математический смысл операции, а значит погрешность определения может быть ощутимой. Рис.2. Второй способ состоит в численном дифференцировании кривой титрования. Максимум (минимум) дифференциальной кривой находится в точке эквивалентности (см. рис.3). Самый простой способ дифференцирования состоит в вычислении отношения разностей между 2-мя соседними экспериментальными точками кривой титрования. Иными словами, для каждой соседней пары точек вычисляется следующее отношение: (Еi 1 - Ei)/(Vi 1 - Vi), где Ei - потенциал ионоселективного электрода после добавки титранта объемом Vi.

 Ионометрия. Метод добавок

На первый взгляд это факт выгодно отличает этот метод, поскольку процедура анализа упрощается, но это не так. Выиграв в одном, мы, безусловно, теряем в другом. Во-первых, для того, чтобы ошибка анализа была удовлетворительной, нужно быть уверенным в линейности электродной функции ионоселективного электрода! Отклонения от линейности будут приводить к очень большой ошибке анализа. Таким образом калибровать электроды все равно придется. Во-вторых, случайная погрешность анализа существенно больше, чем в методе Грана и методе стандартной добавки. Например, ошибка измерения потенциала в 1мВ может приводить к погрешности анализа в 10-20%. Обобщая вышесказанное, напрашивается вывод о том, что метод двойной стандартной добавки лучше применять только для очень надежных в эксплуатации электродов, таких как, например, фторидселективный. 3. Метод добавок в условиях нелинейной калибровки. Изложенные выше различные варианты метода добавок имеют одно общее свойство, заключающееся в том, что в основе их лежит закон Нернста. Закон предполагает линейность электродной функции в неограниченном диапазоне концентраций анализируемого иона.

 Редоксметрия

Более определенно можно сказать о полупровопроводниковых электродах. Так уж случилось, что они обладают врожденной селективностью в зависимости от типа проводимости: p-полупродовники селективны к восстановительным редокс-системам, -полупроводники ----------------- к окислительным. Объяснений не привожу - можете попробовать разобраться сами все в той же книжке - "Окислительный потенциал". 3. Калибровка в редоксметрии распространена гораздо в меньшей степени в сравнении с ионометрией. Это и понятно, количественные редоксметрические измерения крайне редки. Гораздо чаще редоксметрию используют лишь как инструмент для качественной регистрации, например потенциометрическое титрование йода тиосульфатом. Редоксметрия здесь выступает только лишь как инструмент определения конца титрования. Обидно, ведь если разобраться, то в той же йодометрии редоксметрию можно использовать и как количественный метод анализа, и нижний предел обнаружения тут будет ничуть не ниже чем при использовании ионоселективных электродов или тривиального крахмала.

 Влияния стоков на динамику почвы и на качество кормовых культур

При определении натрия используют спектральную линию 589 нм. 8. Определение нитратного азота Сущность метода заключается в образовании нитрофенольного соединения в результате реакции между нитратами и дисульфофеноловой кислотой. Нитрофенол, реагируя со щелочью, дает комплексное соединение желтого цвета. Между интенсивностью желтого окрашивания и содержанием нитратов в исследуемой пробе существует прямая зависимость. Метод обладает высокой точностью и дает устойчивые результаты. 9. Определение нитратного азота в почве Сущность метода заключается в извлечении нитратов раствором алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1 % или раствором сернокислого калия при соотношении массы пробы почвы и объема раствора 1:2:5 и последующем определении нитратов в вытяжке с помощью ионоселективного электрода. 10. Определение легкогидролизуемого азота методом И.В.Тюрина и М.М.Кононовой Принцип метода основан на гидролизе азотосодержащих органических соединений почвы 0,5н. H2SO4 на холоду. При этом в раствор, помимо амминого и амидного азота органических соединений, переходит азот нитратов и аммиака.

 Потенциометрический и амперометрический иммуноанализ

Антитела против HBgAg иммобилизовали в желатиновой мембране, которую погружали в изучаемый раствор, затем вынимали и промывали. Мембрану инкубировали с антителами против HBgAg, меченными пероксидазой, и после промывания укрепляли на конце иодид-селективного электрода. Этот сенсор погружали в раствор, содержащий иодидный ион и пероксид водорода. Изменение потенциала электрода через 1 мин, обусловленное уменьшением активности иодидного иона в результате образования иода, использовалось для построения калибровочной кривой при определении концентрации HBgAg. Система позволяла легко определять 0,5 мкг/мл HBgAg. Эта система ближе к истинным иммуносенсорам, так как анализ можно проводить путем простого погружения ИСЭ с модифицированной мембраной в раствор пробы.Ионофоры в ионоселективных электродных мембранахДо настоящего времени ИСЭ применяли для косвенного определения продуктов ферментативной реакции. В принципе возможно создание и таких электродов, потенциал которых будет непосредственно отражать концентрацию определяемого вещества. Описан электрод, селективный по отношению к антителам против ДНФ. Как показано на рис. 3 чтобы она смогла реально конкурировать с хорошо отработанными и широко применяемыми методами иммуноанализа.

 Солнечная энергетика

Пока максимальный КПД экспериментальных элементов на основе а-Si:Н – 12% – несколько ниже КПД кристаллических кремниевых СЭ (~15%). Однако не исключено, что с развитием технологии КПД элементов на основе а-Si:Н достигнет теоретического потолка – 16 %. Наиболее простые конструкции СЭ из а-Si:Н были созданы на основе структуры металл – полупроводник (диод Шотки) (рис. 6). Несмотря на видимую простоту, их реализация достаточно проблематична – металлический электрод должен быть прозрачным и равномерным по толщине, а все состояния на границе металл/а-Si:Н – стабильными во времени. чаще всего солнечные элементы на основе а-Si:Н формируют на ленте из нержавеющей стали или на стеклянных подложках, покрытых проводящим слоем. Рис.6. Конструкция фотоэлемента с барьером Шотки При использовании стеклянных подложек на них наносят прозрачную для света проводящую оксидную пленку (ТСО) из S O2, I 2O3 или S O2 I 2O3 (I O), что позволяет освещать элемент через стекло. Поскольку у нелегированного слоя электронная проводимость выражена слабо, барьер Шотки создается за счет осаждения металлических пленок с высокой работой выхода (P , Rh, Pd), которая обуславливает образование области положительного объемного заряда (обедненного слоя) в а-Si:Н.

 Строительство и наладка систем обеззараживания питьевой воды

Проект №1: Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей объясняется их влиянием на протоплазму и ферменты микробных клеток, что вызывает их гибель. Наибольшим воздействием на бактерии обладают лучи с длинами волн от 2000 до 2950А. В процессе отмирания бактерий под действием бактерицидной энергии важное значение имеет степень сопротивляемости их действию лучей, которая неодинаковая для различных видов. Эффективность этого метода зависит от количества поданной бактерицидной энергии, от наличия взвеси, от количества микроорганизмов и их морфологических и физиологических особенностей и от оптической плотности воды, или ее погашающей способности. Источником ультрафиолетовых лучей служат ртутные лампы, изготовленные из кварцевого или увиолевого стекла. Лампы имеют форму трубки диаметром 15 - 20 см с оксидными электродами на концах. Под действием электрического тока ртутные пары дают яркий зеленовато-белый свет, богатый ультрафиолетовыми лучами. Опыт эксплуатации установок для обеззараживания воды бактерицидными лучами показывает, что этот метод обеспечивает надежную дезинфекцию воды.