आयन-चयनित इलेक्ट्रोड: Difference between revisions
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एक आयन-चयनात्मक | एक आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड (ISE), जिसे एक विशिष्ट आयन इलेक्ट्रोड (SIE) के रूप में भी जाना जाता है, एक पारक्रमित्र (या संवेदक) है जो एक विलयन में घुले एक विशिष्ट आयन की गतिविधि [स्पष्टीकरण की आवश्यकता] को एक विद्युत क्षमता में परिवर्तित करता है। नर्न्स्ट समीकरण के अनुसार, वोल्टेज सैद्धांतिक रूप से आयनिक गतिविधि के लघुगणक पर निर्भर है। आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड का उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और जैव रासायनिक/जैवभौतिक अनुसंधान में किया जाता है, जहां जलीय घोल में आयनिक सांद्रता के मापन की आवश्यकता होती है। <ref>{{cite book | author = A. J. Bard and L. Faulkner | title = Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications | year = 2000 | isbn = 978-0-471-04372-0 | publisher = Wiley | location = New York }}</ref> | ||
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आयन-चयनात्मक | आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड (ISEs) में चार मुख्य प्रकार के आयन-चयनात्मक झिल्ली का उपयोग किया जाता है: कांच, ठोस अवस्था, तरल आधारित और मिश्रित इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal | author = R.P. Buck and E. Lindner | journal = Pure Appl. Chem. | volume = 66 | issue = 12 | pages = 2527–2536 | year = 1994 | url = http://www.iupac.org/publications/pac/1994/pdf/6612x2527.pdf | title = आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड के नामकरण के लिए अनुशंसाएँ| doi = 10.1351/pac199466122527}}</ref><ref>{{cite journal | author = Eric Bakker and Yu Qin | title = इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर| journal = [[Analytical Chemistry (journal)|Anal. Chem.]] | year = 2006 | volume = 78 | issue = 12 | pages = 3965–3984 | doi = 10.1021/ac060637m | pmc = 2883720 | pmid = 16771535 }} (Review article)</ref> | ||
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चषक झिल्लियां आयन-विनिमय प्रकार के कांच ([[सिलिकेट]] या [[मैंने आपके सह भाई की जाँच की|कैल्कोजिनाइड]]) से बनाई जाती हैं। इस प्रकार के ISE में अच्छी [[बाध्यकारी चयनात्मकता]] है, लेकिन केवल कई एकल-आवेशित धनायनों के लिए; मुख्य रूप से H<sup>+</sup>, Na<sup>+</sup>, और Ag<sup>+</sup> हैं। [[चाकोजेनाइड ग्लास|कैल्कोजिनाइड कांच]] में युग्म-प्रभार धातु आयनों जैसे Pb<sup>2+</sup> और Cd<sup>2+</sup> के लिए चयनात्मकता भी होती है। चषक झिल्ली में उत्कृष्ट रासायनिक स्थायित्व होता है और यह बहुत उग्र मीडिया में काम कर सकता है। इस प्रकार के इलेक्ट्रोड का एक बहुत ही सामान्य उदाहरण [[पीएच ग्लास इलेक्ट्रोड|pH कांच इलेक्ट्रोड]] है। | |||
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पारदर्शी झिल्लियां एक ही पदार्थ के मोनो- या पॉलीक्रिस्टलाइट्स से बनती हैं। उनके पास अच्छी चयनात्मकता है, क्योंकि केवल आयन जो खुद को स्फटिक संरचना में प्रस्तुत कर सकते हैं, [[इलेक्ट्रोड | पारदर्शी झिल्लियां एक ही पदार्थ के मोनो- या पॉलीक्रिस्टलाइट्स से बनती हैं। उनके पास अच्छी चयनात्मकता है, क्योंकि केवल आयन जो खुद को स्फटिक संरचना में प्रस्तुत कर सकते हैं, [[इलेक्ट्रोड]] प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। इस प्रकार के इलेक्ट्रोड और कांच झिल्ली इलेक्ट्रोड के बीच यह प्रमुख अंतर है। आंतरिक विलयन की कमी संभावित संधिस्थल को कम कर देती है। पारदर्शी झिल्लियों की चयनात्मकता झिल्ली बनाने वाले पदार्थ के धनायन और [[ऋणायन]] दोनों के लिए हो सकती है। एक उदाहरण LaF<sub>3</sub>स्फटिक पर आधारित [[फ्लोराइड चयनात्मक इलेक्ट्रोड]] है। | ||
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आयन-विनिमय राल विशेष कार्बनिक बहुलक झिल्लियों पर आधारित होते हैं जिनमें एक विशिष्ट आयन-विनिमय पदार्थ (राल) होता है। यह आयन-विशिष्ट | आयन-विनिमय राल विशेष कार्बनिक बहुलक झिल्लियों पर आधारित होते हैं जिनमें एक विशिष्ट आयन-विनिमय पदार्थ (राल) होता है। यह आयन-विशिष्ट इलेक्ट्रोड का सबसे व्यापक प्रकार है। विशिष्ट राल का उपयोग एकल-परमाणु या बहु-परमाणु दोनों तरह के विभिन्न आयनों के लिए चयनात्मक इलेक्ट्रोड तैयार करने की अनुमति देता है। वे आयनिक चयनात्मकता के साथ सबसे व्यापक इलेक्ट्रोड भी हैं। हालांकि, ऐसे इलेक्ट्रोड में कम रासायनिक और भौतिक स्थायित्व के साथ-साथ जीवित रहने का समय भी होता है। एक उदाहरण [[पोटेशियम चयनात्मक इलेक्ट्रोड]] है, जो आयन-विनिमय अभिकर्ता के रूप में [[वैलिनोमाइसिन]] पर आधारित है। | ||
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किण्वक | किण्वक इलेक्ट्रोड सही आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड नहीं हैं, लेकिन सामान्यतः आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड कार्यक्षेत्र के भीतर माना जाता है। इस तरह के इलेक्ट्रोड में एक दोहरी प्रतिक्रिया तंत्र होता है - किण्वक एक विशिष्ट पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया करता है, और इस प्रतिक्रिया का उत्पाद (सामान्यतः H<sup>+</sup> या OH<sup>−</sup>) एक यथार्थ आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड द्वारा पता लगाया जाता है, जैसे कि [[पीएच|pH]]-चयनात्मक इलेक्ट्रोड है। ये सभी प्रतिक्रियाएं एक विशेष झिल्ली के अंदर होती हैं, जो यथार्थ आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड को आच्छादित करती हैं। यही कारण है कि किण्वक इलेक्ट्रोड को कभी-कभी आयन-चयनात्मक माना जाता है। एक उदाहरण एक [[ग्लूकोज]] चयनात्मक इलेक्ट्रोड है। | ||
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Latest revision as of 12:23, 10 November 2023
एक आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड (ISE), जिसे एक विशिष्ट आयन इलेक्ट्रोड (SIE) के रूप में भी जाना जाता है, एक पारक्रमित्र (या संवेदक) है जो एक विलयन में घुले एक विशिष्ट आयन की गतिविधि [स्पष्टीकरण की आवश्यकता] को एक विद्युत क्षमता में परिवर्तित करता है। नर्न्स्ट समीकरण के अनुसार, वोल्टेज सैद्धांतिक रूप से आयनिक गतिविधि के लघुगणक पर निर्भर है। आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड का उपयोग विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और जैव रासायनिक/जैवभौतिक अनुसंधान में किया जाता है, जहां जलीय घोल में आयनिक सांद्रता के मापन की आवश्यकता होती है। [1]
आयन-चयनात्मक झिल्ली के प्रकार
आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड (ISEs) में चार मुख्य प्रकार के आयन-चयनात्मक झिल्ली का उपयोग किया जाता है: कांच, ठोस अवस्था, तरल आधारित और मिश्रित इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है।[2][3]
चषक झिल्ली
चषक झिल्लियां आयन-विनिमय प्रकार के कांच (सिलिकेट या कैल्कोजिनाइड) से बनाई जाती हैं। इस प्रकार के ISE में अच्छी बाध्यकारी चयनात्मकता है, लेकिन केवल कई एकल-आवेशित धनायनों के लिए; मुख्य रूप से H+, Na+, और Ag+ हैं। कैल्कोजिनाइड कांच में युग्म-प्रभार धातु आयनों जैसे Pb2+ और Cd2+ के लिए चयनात्मकता भी होती है। चषक झिल्ली में उत्कृष्ट रासायनिक स्थायित्व होता है और यह बहुत उग्र मीडिया में काम कर सकता है। इस प्रकार के इलेक्ट्रोड का एक बहुत ही सामान्य उदाहरण pH कांच इलेक्ट्रोड है।
पारदर्शी झिल्ली
पारदर्शी झिल्लियां एक ही पदार्थ के मोनो- या पॉलीक्रिस्टलाइट्स से बनती हैं। उनके पास अच्छी चयनात्मकता है, क्योंकि केवल आयन जो खुद को स्फटिक संरचना में प्रस्तुत कर सकते हैं, इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। इस प्रकार के इलेक्ट्रोड और कांच झिल्ली इलेक्ट्रोड के बीच यह प्रमुख अंतर है। आंतरिक विलयन की कमी संभावित संधिस्थल को कम कर देती है। पारदर्शी झिल्लियों की चयनात्मकता झिल्ली बनाने वाले पदार्थ के धनायन और ऋणायन दोनों के लिए हो सकती है। एक उदाहरण LaF3स्फटिक पर आधारित फ्लोराइड चयनात्मक इलेक्ट्रोड है।
आयन-विनिमय राल झिल्ली
आयन-विनिमय राल विशेष कार्बनिक बहुलक झिल्लियों पर आधारित होते हैं जिनमें एक विशिष्ट आयन-विनिमय पदार्थ (राल) होता है। यह आयन-विशिष्ट इलेक्ट्रोड का सबसे व्यापक प्रकार है। विशिष्ट राल का उपयोग एकल-परमाणु या बहु-परमाणु दोनों तरह के विभिन्न आयनों के लिए चयनात्मक इलेक्ट्रोड तैयार करने की अनुमति देता है। वे आयनिक चयनात्मकता के साथ सबसे व्यापक इलेक्ट्रोड भी हैं। हालांकि, ऐसे इलेक्ट्रोड में कम रासायनिक और भौतिक स्थायित्व के साथ-साथ जीवित रहने का समय भी होता है। एक उदाहरण पोटेशियम चयनात्मक इलेक्ट्रोड है, जो आयन-विनिमय अभिकर्ता के रूप में वैलिनोमाइसिन पर आधारित है।
किण्वक इलेक्ट्रोड
किण्वक इलेक्ट्रोड सही आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड नहीं हैं, लेकिन सामान्यतः आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड कार्यक्षेत्र के भीतर माना जाता है। इस तरह के इलेक्ट्रोड में एक दोहरी प्रतिक्रिया तंत्र होता है - किण्वक एक विशिष्ट पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया करता है, और इस प्रतिक्रिया का उत्पाद (सामान्यतः H+ या OH−) एक यथार्थ आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड द्वारा पता लगाया जाता है, जैसे कि pH-चयनात्मक इलेक्ट्रोड है। ये सभी प्रतिक्रियाएं एक विशेष झिल्ली के अंदर होती हैं, जो यथार्थ आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड को आच्छादित करती हैं। यही कारण है कि किण्वक इलेक्ट्रोड को कभी-कभी आयन-चयनात्मक माना जाता है। एक उदाहरण एक ग्लूकोज चयनात्मक इलेक्ट्रोड है।
क्षार धातु आईएसई
प्रत्येक क्षार धातु आयन के लिए विशिष्ट इलेक्ट्रोड, Li+, Na+, K+, Rb+ और Cs+ विकसित किया गया है। जिस सिद्धांत पर ये इलेक्ट्रोड आधारित हैं, वह यह है कि क्षार धातु आयन एक आणविक गुहा में समाहित होता है जिसका आकार आयन के आकार से मेल खाता है। उदाहरण के लिए, वैलिनोमाइसिन पर आधारित एक इलेक्ट्रोड का उपयोग पोटेशियम (दहातु) आयन सांद्रता के निर्धारण के लिए किया जा सकता है। [4]
यह भी देखें
- फ्लोराइड चयनात्मक इलेक्ट्रोड
- आयन अभिगमन संख्या
- विलायकयोजित अतिसूक्ष्म परमाणु
- विद्युत रासायनिक उदजन संपीड़क
संदर्भ
- ↑ A. J. Bard and L. Faulkner (2000). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-04372-0.
- ↑ R.P. Buck and E. Lindner (1994). "आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड के नामकरण के लिए अनुशंसाएँ" (PDF). Pure Appl. Chem. 66 (12): 2527–2536. doi:10.1351/pac199466122527.
- ↑ Eric Bakker and Yu Qin (2006). "इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर". Anal. Chem. 78 (12): 3965–3984. doi:10.1021/ac060637m. PMC 2883720. PMID 16771535. (Review article)
- ↑ Hauser, Peter C. (2016). "Chapter 2. Determination of Alkali Ions in Biological and Environmental Samples". In Astrid, Sigel; Helmut, Sigel; Roland K.O., Sigel (eds.). The Alkali Metal Ions: Their Role in Life. Metal Ions in Life Sciences. Vol. 16. Springer. pp. 11–25. doi:10.1007/978-3-319-21756-7_2. ISBN 978-3-319-21755-0. PMID 26860298.
बाहरी संबंध
- आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड
- निको 2000 - स्टूडेंट लर्निंग गाइड (आईएसई मापन के लिए शुरुआती गाइड: nico2000.net)
