Что такое ионный анализатор?

Что такое анализатор ионов?

Анализатор ионов — это общий термин для устройств, которые измеряют различные ионы.

В то время как счетчики ионов обычно относятся к устройствам, которые измеряют ионы в воздухе, анализаторы ионов включают специализированные устройства, такие как анализаторы ионов для определенных минералов и устройства, которые измеряют концентрацию ионов в водных растворах.

Однако, в качестве общей интерпретации, за исключением специализированных областей, счетчики ионов и анализаторы ионов являются почти синонимами. Поэтому в этой статье описываются устройства, которые измеряют концентрацию ионов исключительно для минералов и в водных растворах.

Применение ионных анализаторов

Ионные анализаторы используются для измерения концентрации ионов вокруг минералов, содержащих радиоактивные материалы. Ионные анализаторы, предназначенные для минералов, используются в таких случаях. Анализаторы ионов, предназначенные для минералов, не подвержены влиянию потока воздуха и могут выполнять стабильные измерения с небольшими отклонениями от одного измерения к другому. Приложения для измерения ионов минералов включают исследования, изучение новых строительных материалов и создание минеральных браслетов.

В дополнение к минералам, анализаторы ионов также используются для измерения концентрации ионов в водных растворах. Анализаторы ионов используются, например, для контроля концентрации примесей, выбрасываемых из сточных вод или при разработке продуктов (например, Ag+) при использовании материалов, содержащих ионы.

Принцип работы анализатора ионов

Тип, специфичный для минералов, обнаруживает излучение, испускаемое минералами, и преобразует его в ионное содержимое. Коммерчески доступные типы принимают несколько десятков секунд после того, как измеряемый объект помещается под анализатор, и отображают среднее количество ионов, обнаруженных за это время. Из-за принципа измерения невозможно измерить минералы, которые не испускают излучение.

Принцип измерения концентрации ионов в водном растворе возник в высокоэффективной ионообменной хроматографии, которая была впервые опубликована в 1975 году. Хотя эта область относительно молода, всего за несколько десятилетий было разработано множество методов обнаружения. В настоящее время наиболее распространенным коммерчески доступным инструментом является метод абсорбционной спектрофотометрии, который можно миниатюризировать.

Существует три типа абсорбционных спектрофотометров (УФ-анализаторов), которые используются в зависимости от поглощения или непоглощения УФ-излучения ионами образца:

1. Прямой УФ-метод

Прямой УФ-метод использует элюент с нулевым или низким поглощением УФ-излучения для измерения ионов образца с поглощением УФ-излучения.

2. Непрямой УФ-метод

Метод непрямого УФ-анализа используется для анализа ионов образца без поглощения УФ-излучения с использованием элюентов с поглощением УФ-излучения.

3. Метод ИАС с постколоночной реакцией

В методе ИАС с постколоночной реакцией ионы образца разделяются и смешиваются с реагентом реакции для преобразования их в поглощающие УФ-излучение соединения перед обнаружением.

Методы прямого УФ и непрямого УФ относительно просты в использовании, в то время как постколоночная реакционная спектрофотометрия с одинарным поглощением не подходит для общего использования из-за времени и усилий, необходимых для отдельной подготовки образца.

Другая информация об анализаторах ионов

1. Диапазон измерений анализаторов ионов

Анализаторы ионов могут измерять концентрации ионов в диапазоне от 10-1 до 10-7 моль/л. Однако, поскольку диапазон измерений варьируется в зависимости от типа и структуры ионного электрода, необходимо установить стандарт с использованием стандартного раствора перед измерением образцов.

2. Влияние внешних факторов на измерение ионов

При измерении ионов на измерение влияют следующие пять внешних факторов:

Фактор pH (потенциал водорода)
В зависимости от типа и структуры ионного электрода, pH образца может влиять на компоненты ионного отклика, вызывая растворение ионного электрода или изменение потенциала электрода. Кроме того, чувствительность ионного электрода может снижаться или калибровочная кривая может смещаться параллельно из-за влияния pH.

Поэтому диапазон pH, в котором можно проводить измерения ионов, следует считать ограниченным. Диапазон pH образца, в котором можно проводить измерения ионов, обычно сужается по мере уменьшения концентрации целевых ионов.

Температурный фактор
На градиент потенциала, измеряемый ионным электродом, влияет температура самого образца. Поэтому температура жидкости эталонного стандартного раствора и температура жидкости образца должны быть равны. Если температуры жидкости эталонного раствора и образца различаются, это повлияет на результаты измерений.

Фактор перемешивания
Состояние перемешивания раствора образца влияет на потенциал электрода, время отклика результатов измерений. Поэтому образец необходимо перемешивать с постоянной скоростью, которая не оказывает отрицательного влияния на само измерение.

Фактор света
Некоторые ионные электроды подвержены влиянию света, который изменяет потенциал электрода и влияет на результаты измерений. Поэтому при измерении ионных электродов, подверженных воздействию света, свет необходимо экранировать с помощью светозащитного стакана.

Фактор сосуществующих ионов
Ионные электроды обладают высокой ионной селективностью, но не существует ионного электрода, на который не влияли бы все ионы. Поэтому следует учитывать влияние сосуществующих ионов на ионный электрод и принимать меры для максимально возможного предотвращения такого влияния.