您想要(和需要)了解硝酸根离子选择性电极的一切

污水处理厂
离子选择性电极(ISE)似乎令人生畏,但通过更好地了解它们的工作原理 - 以及使用和护理它们的**佳方式-您可以防止其他人遇到的许多常见问题。

不正确的ISE存储和测量将是不准确的,甚**可能导致传感器过早失效。继续阅读以了解有关硝酸盐ISE如何工作的更多信息,或单击下面的主题以跳过。

  1. ISE如何运作
  2. 何时使用硝酸盐ISE
  3. 如何使用硝酸盐ISE
  4. 保护和维护您的ISE

ISE如何运作

针对不同类型的ISE存在不同的传感器设计。您要测试的离子(在这种情况下为硝酸盐)将决定适合您的传感器技术和设计选择。

硝酸盐ISE使用聚合物膜传感器; 该传感器包含嵌入该膜中的有机离子交换剂。这些离子交换剂对硝酸根离子具有选择性,但是如果样品中存在的其他离子相对于您实际想要测试的浓度很大,则可能会干扰相似大小和电荷的离子。

HI4113和HI4110 ISE电极

为了帮助您预测样品中的任何潜在干扰,请注意这些膜对于它们设计的特定离子不是100%特异性的。潜在的干扰,从**大到**小,包括:高氯酸盐,碘化物,亚硝酸盐,碳酸盐,氯化物和氟化物。同样重要的是样品中不含有机溶剂,因为它们会损坏膜。

哈纳提示:请务必查看ISE手册中的干扰和其他详细信息。

然而,一些干扰可以使电极用于测量其他物质,如阴离子和阳离子表面活性剂(我们稍后会详细讨论)。

离子载体

膜中的离子载体**对感兴趣的离子具有亲和力才能使电极起作用。当这些载体与离子结合并将其携带穿过或进入膜时,产生电势(mV响应)。

当将其与参考电极产生的恒定参考电位进行比较时,可以使用能斯特方程确定硝酸根离子的浓度。 如果您熟悉pH电极如何使用此公式,它对离子选择性电极的工作方式相同。

何时使用硝酸盐ISE

有一些不同的应用,其中硝酸盐ISE通常用于直接测量或滴定。**常见的是饮用水和废水,环境和农业,以及清洁剂和消毒剂中的表面活性剂。

1.饮用水和废水

能够直接测量水和废水中的硝酸盐是很重要的。有必要监测饮用水中的硝酸盐含量,因为美**环保局规定**大污染物限量为10 mg / L. 高于此浓度可能会导致负面的健康影响。硝酸盐通过农业,污水泄漏或自然发生的径流进入地下水。

测量废水中的硝酸盐也很重要,这可确保排出的水不含有可能危害环境或饮用水源的水平。为了测试水中的硝酸盐,硝酸盐ISE可以与标准方法检测水和废水4500-NO 3 -D一起使用。

2.环境与农业

HI9829多参数仪表

在水和土壤样品中进行直接硝酸盐测量的能力非常适合环境和农业测试目的。土壤中的硝酸盐含量会影响作物的生产力,因此农民**保持足够的水平而不过度施肥,这会导致环境中的径流和肥料污染。

硝酸盐很容易在水源中积聚,导致藻类大量繁殖,对生态系统产生负面影响。有关环境中硝酸盐的更多信息,请查看我们的硝酸盐监测博客,其中包含带有GPS的Rugged防水仪表。

3.清洁剂和消毒剂中的表面活性剂

硝酸盐ISE可用于测量清洁产品中的阴离子和阳离子表面活性剂。由于硝酸盐ISE响应表面活性剂浓度的变化,我们可以使用这些电极来指示涉及这些表面活性剂的滴定的终点。

由于表面活性剂的敏感性,硝酸盐ISE在标准方法如ASTM D4261和ASTM D5806中规定,用于测量各种清洁剂中的阴离子和阳离子表面活性剂,从马桶清洁剂到食品级消毒剂。

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如何使用硝酸盐ISE

在使用电极时,有不同的测量方法,并遵循几个**佳实践,以确保您获得**佳结果。这些**佳实践包括:使用离子强度调节剂,调节电极,搅拌标准品和样品,正确的电极校准和直接测量。 (单击某个主题可以跳过!)

1.使用离子强度调节器

当使用 离子选择性电极进行直接测量时,**使用离子强度调节器(ISA)或干扰抑制剂ISA(ISISA)。执行滴定时通常不需要ISA。

ISA确定溶液中离子的活性; 这允许产生的电压与离子浓度的相关性。溶液的离子强度会影响离子活性与浓度之间的关系,因此添加ISA可以**大限度地减少样品之间可能发生的变化。除了固定离子强度,ISISA也复合, 或去除溶液中的干扰离子。

如果使用ISA或ISISA,则**以相同的比例将其添加到样品和标准品中。如果不这样做,您的读数将不准确。

2.始终调理您的电极

当您使用新传感器时,将电极浸泡在不含ISA的稀硝酸盐标准液中是一种很好的做法。调节电极可以实现快速响应时间和良好的校准。

这类似于您需要保持pH电极水合的方式。调节电极时,请确保不要将其长时间置于标准中,因为这会缩短膜的使用寿命。

浸没式pH结 - 图如果您的读数不稳定,读数漂移,或者在测量具有高离子水平的样品后,调理电极也是一个好主意。为了适当地调节膜,标准品的浓度应低于待测样品的离子浓度。 

我们建议使用0.01M硝酸盐标准溶液进行调理。但是,如果您要测量较低范围,请使用更稀释的标准。

3.记得搅拌你的标准和样品

就像进行pH测量一样,您希望样品在进行测量时搅拌。持续搅拌有助于确保准确的读数。

使用搅拌器进行校准和样品测量非常重要,并且两者都以相同的速度搅拌。在一个或另一个中搅拌更慢或更快会影响读数。使用磁力搅拌器 是确保搅拌速度一致的简单方法。

哈纳提示:如果您的搅拌器产生热量,保持其**缘非常重要,这样电机的热量不会影响样品的温度。这可能会改变离子活动并影响您的读数。

4.定期校准电极

在进行直接测量或使用增量方法时,正确校准仪表非常重要。确保校准标准是新鲜的将确保您的校准准确。

使用符合样品测量范围的标准也很重要。包裹样品意味着您使用浓度低于样品的标准品进行校准,并使用浓度高于样品的标准品进行校准。您希望您的读数落在您的标准设定的范围内。

5.尝试直接测量和已知添加

如果您有一个样品,您将直接测量硝酸盐浓度,您可以采取两种方式。

**种方法,如果您知道解决方案的近似值,则可以进行直接测量。**先使用包含预期值的一系列标准校准电极(如上所述),然后进行测量。

您的第二个选择是已知的添加方法。如果样品的浓度完全未知,或者您测量的离子水平非常低,而电极响应可能不是线性的,则这种方式会更好。 

通过使用已知的添加方法,添加的标准使浓度达到电极可以更**测量的水平。可以通过添加已知体积的已知浓度的硝酸盐标准物来测量浓度,然后使用电极测量添加前后样品的mV值以计算浓度。

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保护和维护您的ISE

正确使用和保养您的ISE电极对于确保其继续正常工作**关重要。您可以采取三种主要预防措施来确保长寿命和**准确的测量:保持ISE充满电解质填充溶液,正确存放电极,并在需要时更换膜。 (单击某个主题可以跳过!)

1.让ISE充满电解液填充液

电极**重要的一个方面是参考填充解决方案。注意使用正确的溶液并保持充分填充将确保您保持良好的填充溶液流速。

始终确保在使用前检查您的填充解决方案级别。填充溶液水平不应小于填充孔下方2-3厘米(~1英寸)。此外,在校准和测量之前,应始终移除填充盖。

添加足够的电解液有助于保持足够的压头和一致的流速,从而产生**准确的测量结果。大多数硝酸盐ISE使用硫酸铵电解质作为填充溶液。

2.妥善存放电极

正确存放电极有助于延长电极的传感器使用寿命。

短期存储的步骤:

  1. 顶部电解质填充溶液
  2. 拧上加注孔盖
  3. 将电极直立存放
  4. 将电极保存干燥

长期储存的步骤:

  1. 排空填充溶液
  2. 拆卸电极
  3. 用去离子水冲洗
  4. 用密封膜(如封口膜)将陶瓷接头缠绕在内部阀杆上。 
  5. 我们建议将模块拆下,存放干燥并冷藏。(制冷可以减缓传感器的老化,延长其使用寿命。)

Hanna提示:移除模块时不要接触传感膜,这很重要,因为这会损坏传感膜。

3.定期更换膜

传感模块的寿命将根据探头的使用频率,使用的探头类型以及存储方式而有所不同。由于这些变量,模块可以持续3**6个月的常规测量。

用于半电池ISE的硝酸盐模块

检查传感模块状况的**佳方法是进行斜率检查。这包括三个简单的步骤:

  1. 在烧杯中加入100 mL去离子水和1 mL硝酸盐标准液。
  2. 测量电极的mV。写下这个号码。
  3. 再加入10 mL标准溶液。注意mV值。

如果模块状况良好,则两个值之间的差值应为20 + 25°C时56 +/- 4 mV。如果没有,请调节电极  并再试一次。

不要害怕!

尽管ISE起初可能看起来很棘手,但是一些背景知识和一些保养和维护可以帮助使这些多功能电极更容易使用。