आयन-चयनित इलेक्ट्रोड: Difference between revisions
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एक आयन-चयनात्मक | एक आयन-चयनात्मक विद्युतग्र (ISE), जिसे एक विशिष्ट आयन विद्युतग्र (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 विद्युतग्र 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> | ||
== आयन-चयनात्मक झिल्ली के प्रकार == | == आयन-चयनात्मक झिल्ली के प्रकार == | ||
आयन-चयनात्मक | आयन-चयनात्मक विद्युदग्र (ISEs) में चार मुख्य प्रकार के आयन-चयनात्मक झिल्ली का उपयोग किया जाता है: कांच, ठोस अवस्था, तरल आधारित और मिश्रित विद्युदग्र। <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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कांच की झिल्लियां आयन-विनिमय प्रकार के कांच ([[सिलिकेट]] या [[मैंने आपके सह भाई की जाँच की]]) से बनाई जाती हैं। इस प्रकार के ISE में अच्छी [[बाध्यकारी चयनात्मकता]] है, लेकिन केवल कई एकल-आवेशित धनायनों के लिए; मुख्य रूप से | कांच की 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। कांच की झिल्ली में उत्कृष्ट रासायनिक स्थायित्व होता है और यह बहुत उग्र मीडिया में काम कर सकता है। इस प्रकार के विद्युदग्र का एक बहुत ही सामान्य उदाहरण [[पीएच ग्लास इलेक्ट्रोड|पीएच कांच विद्युदग्र]] 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|विद्युदग्र]] प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। इस प्रकार के विद्युदग्र और कांच झिल्ली विद्युदग्र 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|फ्लोराइड चयनात्मक विद्युदग्र]] है। | |||
=== आयन-विनिमय राल झिल्ली === | === आयन-विनिमय राल झिल्ली === | ||
आयन-विनिमय | आयन-विनिमय राल विशेष कार्बनिक बहुलक झिल्लियों पर आधारित होते हैं जिनमें एक विशिष्ट आयन-विनिमय पदार्थ (राल) होता है। यह आयन-विशिष्ट विद्युदग्र का सबसे व्यापक प्रकार है। विशिष्ट राल का उपयोग एकल-परमाणु या बहु-परमाणु दोनों तरह के विभिन्न आयनों के लिए चयनात्मक विद्युदग्र तैयार करने की अनुमति देता है। वे आयनिक चयनात्मकता के साथ सबसे व्यापक विद्युदग्र भी हैं। हालांकि, ऐसे विद्युदग्र में कम रासायनिक और भौतिक स्थायित्व के साथ-साथ जीवित रहने का समय भी होता है। एक उदाहरण [[पोटेशियम चयनात्मक इलेक्ट्रोड|पोटेशियम चयनात्मक विद्युदग्र]] है, जो आयन-विनिमय अभिकर्ता के रूप में [[वैलिनोमाइसिन]] पर आधारित है। | ||
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किण्वक विद्युदग्र सही आयन-चयनात्मक विद्युदग्र नहीं हैं, लेकिन सामान्यतः आयन-चयनात्मक विद्युदग्र कार्यक्षेत्र के भीतर माना जाता है। इस तरह के विद्युदग्र 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 विद्युदग्र द्वारा पता लगाया जाता है, जैसे कि [[पीएच|pH]]-चयनात्मक विद्युदग्र है। ये सभी प्रतिक्रियाएं एक विशेष झिल्ली के अंदर होती हैं, जो यथार्थ आयन-चयनात्मक विद्युदग्र को आच्छादित करती हैं। यही कारण है कि किण्वक विद्युदग्र को कभी-कभी आयन-चयनात्मक माना जाता है। एक उदाहरण एक [[ग्लूकोज]] चयनात्मक विद्युदग्र है। | |||
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* [http://www.nico2000.net/Book/Guide1.html | * [http://www.nico2000.net/Book/Guide1.html निको 2000 - स्टूडेंट लर्निंग गाइड] (आईएसई मापन के लिए शुरुआती गाइड: nico2000.net) | ||
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Revision as of 17:13, 27 May 2023
एक आयन-चयनात्मक विद्युतग्र (ISE), जिसे एक विशिष्ट आयन विद्युतग्र (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 विद्युतग्र 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 विद्युदग्र (ISEs) में चार मुख्य प्रकार के आयन-चयनात्मक झिल्ली का उपयोग किया जाता है: कांच, ठोस अवस्था, तरल आधारित और मिश्रित विद्युदग्र। [2][3]
कांच की झिल्ली
कांच की 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। कांच की झिल्ली में उत्कृष्ट रासायनिक स्थायित्व होता है और यह बहुत उग्र मीडिया में काम कर सकता है। इस प्रकार के विद्युदग्र का एक बहुत ही सामान्य उदाहरण पीएच कांच विद्युदग्र 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, विद्युदग्र प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। इस प्रकार के विद्युदग्र और कांच झिल्ली विद्युदग्र 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 विद्युदग्र 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 विद्युदग्र का सबसे व्यापक प्रकार है। विशिष्ट राल का उपयोग एकल-परमाणु या बहु-परमाणु दोनों तरह के विभिन्न आयनों के लिए चयनात्मक विद्युदग्र तैयार करने की अनुमति देता है। वे आयनिक चयनात्मकता के साथ सबसे व्यापक विद्युदग्र भी हैं। हालांकि, ऐसे विद्युदग्र में कम रासायनिक और भौतिक स्थायित्व के साथ-साथ जीवित रहने का समय भी होता है। एक उदाहरण पोटेशियम चयनात्मक विद्युदग्र है, जो आयन-विनिमय अभिकर्ता के रूप में वैलिनोमाइसिन पर आधारित है।
किण्वक विद्युदग्र
किण्वक विद्युदग्र सही आयन-चयनात्मक विद्युदग्र नहीं हैं, लेकिन सामान्यतः आयन-चयनात्मक विद्युदग्र कार्यक्षेत्र के भीतर माना जाता है। इस तरह के विद्युदग्र 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 विद्युदग्र द्वारा पता लगाया जाता है, जैसे कि pH-चयनात्मक विद्युदग्र है। ये सभी प्रतिक्रियाएं एक विशेष झिल्ली के अंदर होती हैं, जो यथार्थ आयन-चयनात्मक विद्युदग्र को आच्छादित करती हैं। यही कारण है कि किण्वक विद्युदग्र को कभी-कभी आयन-चयनात्मक माना जाता है। एक उदाहरण एक ग्लूकोज चयनात्मक विद्युदग्र है।
क्षार धातु आईएसई
प्रत्येक क्षार धातु आयन के लिए विशिष्ट विद्युदग्र, Li+, Na+, K+, Rb+ और Cs+ विकसित किया गया है। जिस सिद्धांत पर ये विद्युदग्र 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 विद्युदग्र का उपयोग पोटेशियम (दहातु) आयन सांद्रता के निर्धारण के लिए किया जा सकता है। [4]
यह भी देखें
- फ्लोराइड चयनात्मक विद्युदग्र
- 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)
