في رصد البيئة ، ومعالجة مياه الصرف الصحي ، والبحوث الزراعية ، دقة الكشف عن أيونات الأمونيوم ( NH ₄ ) أمر بالغ الأهمية . أيون الأمونيوم القطب الانتقائي هو نوع من كفاءة عالية الاستشعار الكهروكيميائية ، والتي أصبحت أداة تحليلية في هذا المجال .

ميزات الأداء الأساسية :

1 . ممتاز الانتقائية : مفتاح قطب كهربائي هو حساسية خاصة الغشاء ( عادة ما تتألف من غشاء البوليمر تحتوي على الناقل مثل aminomethyl ) و لديه قدرة عالية على الاستجابة التفضيلية nh ₄ ⁺ . على الرغم من وجود التدخل الرئيسي ايون ك_{NH₄⁺, K⁺}عادة حوالي 0.1 ) ، ولكن بعد التحكم في تركيز أيون البوتاسيوم بشكل معقول أو تصحيح الرياضيات ، فإنه لا يزال يمكن تحقيق دقة التحليل .

2 . واسعة النطاق الخطي وحساسية عالية : * * * * * * * * * * * * * * الأقطاب الكهربائية في مجموعة واسعة من التركيز ( عادة 10 ⁻ م إلى 10 ⁻ م ) ، والاستجابة المحتملة NH ⁺ تركيز اللوغاريتم علاقة خطية جيدة ( يتبع معادلة نرنست ) ، حساسية عالية ، يمكن أن تلبي متطلبات تتبع إلى تحليل ثابت .

3 . استجابة سريعة : معظم أقطاب أيون الأمونيوم يمكن أن تصل إلى قراءة مستقرة في غضون بضع ثوان إلى عدة دقائق ، ومناسبة على الخط أو في الموقع بسرعة الكشف .

4 . عملية بسيطة ومنخفضة التكلفة : بالمقارنة مع أداة معقدة التحليل الكهربائي طريقة بسيطة ، عملية مريحة ، وانخفاض تكاليف الصيانة والتشغيل .

5 . عينة غير المدمرة : هو اختبار غير تدميري ، وعادة ما يمكن إعادة تدويرها من أجل تحليل آخر .

مبدأ العمل :

أيون الأمونيوم القطب الكهربائي ينتمي إلى نوع المحتملة ايون القطب الانتقائي ( ايسي ) . ويمكن إيجاز آلية عملها على النحو التالي :

1 . حساسية الغشاء : القطب الكهربائي مع nh ₄ ⁺ استجابة محددة ايون انتقائية الغشاء الحساسة .

2 - التبادل الأيوني والهجرة : عندما القطب مغمورة في محلول يحتوي على nh ₄ تحت الاختبار ، nh ₄ في محلول يحتوي على غشاء التبادل الأيوني الانتقائي الحساسة . بعض nh ₄ ⁺ ₄ سوف تهاجر من الحل في غشاء المرحلة ( في حين أن غيرها من الأيونات قد تهاجر من غشاء المرحلة ) .

3 - تشكيل غشاء المحتملة : هذا النوع من الأيونات في غشاء / حل واجهة انتقائية الهجرة والتبادل ، مما أدى إلى غشاء على كلا الجانبين ( الحل المرجعي الداخلي و حل الجانب الجانب ) تنتج فرق الجهد ، وهذا هو ، غشاء المحتملة . الفرق في النشاط ( التركيز ) من nh ₄ ⁺ على كلا الجانبين من الغشاء .

رد : في حالة مثالية ، غشاء المحتملة_غشاءNH ₄ النشاط ( أ )_NH₄⁺لوغاريتمي العلاقة مع معادلة نرنست_غشاء= ثابت + ( RT / ZF ) في ( أ )_NH₄⁺حيث ر هو ثابت الغاز ، ر هو درجة الحرارة المطلقة ، و هو ثابت فاراداي ، ض هو عدد من الشحنات الأيونية ( NH ₄⁺ + 1 ) . تركيز nh ₄ في الحل يمكن حسابها عن طريق قياس مجموع فرق الجهد بين القطب و القطب المرجعي .

ملخص

أيون الأمونيوم القطب الكهربائي يلعب دورا هاما في مجال nh ₄ الكشف بسبب حسن الانتقائية ، والحساسية ، والاستجابة السريعة ، عملية بسيطة . مبدأ عملها على أساس اللوغاريتم العلاقة بين غشاء المحتملة التي تنتجها ايون انتقائية غشاء ايون الهدف التركيز . على الرغم من أنه من الضروري أن نولي الاهتمام إلى تأثير التدخل الأيونات ( وخاصة ك ⁺ ) و درجة الحموضة المناسبة مجموعة ( عادة حوالي 4-8 ) و استقرار درجة الحرارة ، فإنه لا يزال وسيلة قوية لتحقيق سريعة ومريحة التحليل الاقتصادي الأمونيوم النيتروجين ، وتستخدم على نطاق واسع في رصد نوعية المياه والتربة والمواد الغذائية والعمليات الصناعية .