Informatiegids over ionselectieve elektroden: theorie en praktijk |
Deze informatiegids over ionselectieve elektroden biedt een praktische beschrijving van de meting van ionselectiviteit in het lab. Er worden tips en hints gegeven voor specifieke toepassingen en de beginselen worden in het theoretische deel onderbouwd. Er wordt aandacht besteed aan een goede ISE-procedure, zoals de algemene monstervoorbereiding voor ISE-metingen en -kalibraties, opslag van ISE's of de ontwikkeling van een SOP voor de ISE-meting.
De volgende onderwerpen, en vele andere, komen in de informatiegids over ionselectieve elektroden aan de orde:
- Inleiding en theoretische achtergrond bij ionselectieve elektroden
- Geselecteerde toepassingsvoorbeelden
- Uitvoering van een eenvoudige systeemcontrole
- Goede ISE-procedures (monstervoorbereiding, meting en kalibratie, ontwikkeling van SOP's voor ISE-metingen)
- Problemen oplossen
Preview van de informatiegids over ionselectieve elektroden
1. Waar dienen ISE's voor?
Ionselectieve elektroden (ISE’s) zijn moderne analytische instrumenten voor de snelle en directe bepaling van ionactiviteit in monsteroplossingen. ISE’s vormen samen met een geschikte ionmeter of titrator een betaalbaar en veelzijdig meetsysteem. ISE's volgen de Wet van Nernst, die bekend is in nagenoeg elk laboratorium. Vandaar dat ISE’s eenvoudig worden begrepen en in veel gevallen eenvoudig worden toegepast.
Ionselectieve elektroden worden gebruikt om de activiteit van het onderzochte ion te bepalen (het analiet-ion). Het ion moet worden opgelost, bij voorkeur in water. Als het monster niet oplost, kan het ion ook worden geëxtraheerd. De kleur en troebelheid van een monster hebben geen invloed op de meting. Alternatieve analytische technieken zijn ionchromatografie (IC) of titratie. Voor IC moet de monsteroplossing helder zijn; de analiet-ionconcentratie bevindt zich bij voorkeur in het ppm-bereik, en de apparatuurkosten zijn hoger.
ISE’s functioneren onder normale laboratoriumomstandigheden. Het typische meetbereik loopt van 10-1 tot 10-6 mol/l. Het temperatuurbereik van 0°C tot 50°C of 80°C afhankelijk van het soort ISE. De gangbare waarden zijn 20, 25 en 37°C. Het toelaatbare pH-bereik is gemiddeld en voorkomt zeer alkalische of zeer zure monsters.
Deze flexibiliteit maakt ISE-toepassingen op allerlei vlakken mogelijk. Chemische en farmaceutische monsters, milieubewaking, waterkwaliteitscontroles, voedingsmiddelen en planten zijn allemaal geschikt voor ISE-analyses. ISE’s worden vooral op biologische en medische monsters toegepast, omdat ze de ionactiviteit meten.
ISE’s voor kationen
Ammonium, barium, calcium, cadmium, koper, lood, lithium, kalium, zilver, natrium
ISE’s voor anionen
Bromide, chloride, cyanide, fluoride, fluoro-boraat, jodide, nitraat, sulfide, thiocyanaat
Lees meer informatie in de extra hoofdstukken van de informatiegids over ionselectieve elektroden – theorie en praktijk
1.1 Wanneer worden ionselectieve elektroden gebruikt?
1.2 Hoe functioneren ionselectieve elektroden
1.3 Selectiviteit, ionsterkte
1.4 Soorten ionselectieve elektroden
1.5 Typisch meetbereik
1.6 Elektrode-reactie
1.7 Beperkingen
1.8 Meetprocedures
1.9 Voordelen van de meetprocedures
1.10 Eenvoudige kalibratietechniek.
2. Wat wordt doorgaans gemeten?
Ionselectieve elektroden worden gebruikt voor een groot aantal toepassingen. Meetdoeleinden zijn onderzoeksprojecten, opleidingen, productie- en kwaliteitscontrole. Hieronder vindt u een selectie typische toepassingen in specifieke takken van industrie.
Landbouw | Nitraat, kalium, calcium en chloriden in bodems en plantaardig materiaal; nitraat in meststoffen |
Biomedische en klinische laboratoria | Calcium, kalium en chloride in serum, bloed en andere lichaamsvloeistoffen; fluoride in skelet- en tandstructuren |
Dranken | Natrium en chloride in vruchtensappen en bier; kalium in vruchtensappen; fluoride in frisdrank, thee, bier, enz. |
Scheikunde | ISE’s voor de inspectie van binnenkomende goederen, kwaliteitsmanagement en controle van afvalwater |
Reinigingsmiddelen | Calcium, barium voor onderzoek naar de effecten van reinigingsmiddelen |
Onderwijs | Universitaire analytische scheikundige opleidingen; experimenten met activiteitscoëfficiënt, oplosbaarheid, evenwichten, enz. |
Galvaniseren | Fluoride en chloride in randbaden; koper |
Milieu | Bewaking van verontreiniging met fluoride, cyanide, chloride en sulfide |
Explosieven | Fluoride, chloride en nitraat in explosieven en de verbrandingsproducten |
Voedingsmiddelen | Nitraat in vlees en vleesconserveringsmiddelen; natrium en chloride van vlees, vis, melkproducten, enz.; calcium in melk en zuivelproducten; nitraat in groenten |
Mijnbouw | Controle van fluoride in de urine van personeel dat werkzaam is in de aluminiumproductie |
Papier en pulp | Sulfide en chloride in verpulpingsvloeistoffen, teruggewonnen procescycli en afvalwater |
Farmaceutica | Fluorideconcentratie in monsters voor onderzoek en kwaliteitscontrole; toepassing van andere ISE’s |
Energieopwekking | Chloride, natrium, calcium in afvalwater; fluoride bij splijtstofopwerking |
Water | Kalium, natrium, calcium, chloride in drinkwater, brouwwater, enz.; nitraat in afvalwater |
Lees meer informatie in de extra hoofdstukken van de informatiegids over ionselectieve elektroden – theorie en praktijk
2.1 Typische toepassingen in specifieke takken van industrie
2.2 Geselecteerde toepassingsvoorbeelden
3. Het meter-sensor-oplossing systeem
Betrouwbare en snelle bepaling van de ionconcentratie met het passende meetsysteem. Vijf stappen die leiden tot het juiste systeem voor uw toepassingen. Laten we beginnen met de selectie van de juiste ionmeter.
Gebruikers van ionmeters hebben allemaal verschillende behoeften en vereisten. Daarom bieden fabrikanten verschillende meters. Eenvoudige meters hebben beperkte functies en zijn ideaal voor standaard toepassingen. Meters met groot prestatievermogen hebben allerlei functies, zoals incremetele procedures, ingebouwde methoden met de automatische berekening van resultaten, compliance-ondersteuning en automatisering. Nog een criterium is de plaats van gebruik: een tafelmeter wordt in laboratoria gebruikt. Een draagbare meter wordt aangeraden voor toepassingen op locatie.
METTLER TOLEDO biedt een groot assortiment ionselectieve sensoren: het perfectION™ assortiment. Deze gecombineerde sensoren garanderen topprestaties en gebruiksgemak. Dankzij de Click & Clear™ referentie-junctie maakt het monstertype eigenlijk geen verschil: ongeacht of de te onderzoeken ionen in een eenvoudige waterige oplossing of in meer complexe matrices, zoals afvalwater worden onderzocht, perfectION™ levert altijd het juiste resultaat. Wij hebben waardevolle informatiegidsen over de volgende perfectION™ sensoren:
- Calcium-elektrode (51710842)
- Chloride-elektrode (51710843)
- Koper-elektrode (51710844)
- Cyanide-elektrode (51710845)
- Fluoride-elektrode (51710846)
- Jodide-elektrode (51710847)
- Lood-elektrode (51710848)
- Nitraat-elektrode (51710849)
- Kalium-elektrode (51710850)
- Zilver/sulfide-elektrode (51710851)
Lees meer over de gecombineerde ionselectieve elektroden: www.mt.com/perfectION
Lees meer informatie in de extra hoofdstukken van de informatiegids over ionselectieve elektroden – theorie en praktijk
3.1 Selecteer de ionmeter
3.2 Kies de sensor
3.3 Kies de oplossing
3.4 Voeg de beste accessoires toe
3.5 Eenvoudige systeemcontrole
4. Good ISE Practice
In dit hoofdstuk staan enkele tips en aanbevelingen voor het dagelijkse gebruik van ISE’s. Ze zijn gebaseerd op de algemeen aanvaarde regels en ondersteunen u bij het bereiken van goede resultaten. Het eerste extra hoofdstuk gaat over de monstervoorbereiding voor ISE-metingen.
ISE-metingen worden uitgevoerd in vloeibare monsters. Daarom moeten vaste monsters worden opgelost. Het analiet-ion kan vaak geëxtraheerd worden. Gebruik gedeïoniseerd water voor de dissolutie en extractie. Soms moeten de monsters ook verdund worden om het lineaire bereik van de ISE te bereiken. Verdunningsmiddel: gedeïoniseerd water.
Lees meer informatie in de extra hoofdstukken van de informatiegids over ionselectieve elektroden – theorie en praktijk
4.1 Monstervoorbereiding voor ISE-metingen
4.2 Voorbereidende stappen voor ISE
4.3 Meting en kalibratie – roeren en spoelen
4.4 Praktische gevolgen van ISE-types
4.5 Opslag van ISE's
Good Electrochemistry Practice™ - Ken de risico's van uw pH-meting
Het meten van de pH in het lab is een taak die vaak wordt uitgevoerd, desondanks kunnen er heel veel dingen fout gaan. Hetzelfde geldt voor het meten van de geleidbaarheid, ionenconcentratie opgeloste zuurstof en redox. Good Electrochemistry Practice™ leidt u door de gehele levenscyclus van het product, met identificatie van mogelijke risico’s en de juiste methoden om deze risico's te reduceren en goede resultaten te garanderen.
- Nauwkeurige en precieze resultaten op de lange termijn
- Naleving van de regels
- Minimalisatie van de risico's
- Hogere productiviteit en lagere kosten
- Bescherming van uw investering
Lees meer over Good Electrochemistry Practice
5. Problemen oplossen
Als zich problemen voordoen, volgt u een systematische procedure om de oorzaak van de fout te achterhalen. Controleer de vier elementen van het meetsysteem op zeer zorgvuldige wijze. Raadpleeg de gegevens van de fabrikant.
De eenvoudige systeemcontrole die in een eerder hoofdstuk werd uitgelegd, is de eerste stap voor het opsporen van problemen en het herstellen van het originele prestatieniveau. Een algemene checklist voor het oplossen van problemen bij ionselectieve metingen staat in deze informatiegids en omvat de volgende punten: meter, elektrode, toepassing, techniek.