قطب كهربائي انتقائي للفلورايد
القطب الانتقائي للفلورايد هو نوع من الأقطاب الانتقائية للأيونات، وهو حساس لتركيز أيون الفلورايد . ومن الأمثلة الشائعة عليه قطب فلوريد اللانثانوم .
قطب فلوريد اللانثانوم
في قطب فلوريد اللانثانوم، يكون عنصر الاستشعار عبارة عن بلورة من فلوريد اللانثانوم (LaF₃ ) مُطعّمة بفلوريد اليوروبيوم (EuF₂ ) لإحداث فراغات في الشبكة البلورية . تُعدّ هذه البلورة موصلاً أيونياً بفضل حركة أيونات الفلوريد التي تنتقل بين هذه الفراغات. يمكن بناء خلية كهروكيميائية باستخدام هذه البلورة كغشاء يفصل بين محلولين من الفلوريد. تعمل هذه الخلية كخلية تركيز ، حيث يكون عدد نقل الفلوريد فيها 1. ولأن انتقال الشحنة عبر البلورة يعود بشكل شبه حصري إلى الفلوريد، فإن القطب يتميز بانتقائية عالية للفلوريد. الأيون الوحيد الذي يتداخل بشكل ملحوظ هو أيون الهيدروكسيد (OH⁻ ) . عموماً، يمكن تجنب هذا "الخطأ القلوي" عن طريق ضبط الرقم الهيدروجيني للعينة إلى أقل من 7.
مخطط الخلية
مخطط الخلية لترتيب تجريبي نموذجي هو:
- محلول تحليل الفلورايد
![{\displaystyle {\mathrm {Ag} {,}{\mkern {3mu}}\mathrm {AgCl} |\mathrm {NaF} |\mathrm {LaF} {\vphantom {A}} _ {\smash[{t}]{3}}|}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/308bbe4b6677d9630dead55291c1ca86cf084a7e)
أين:
- هو قطب مرجعي خارجي
- هو مرجع داخلي داخل القطب الانتقائي للفلورايد
![{\displaystyle {\mathrm {Hg} |{\mathchoice {\textstyle {\frac {1}{2}}}{\frac {1}{2}}{\frac {1}{2}}{\frac {1}{2}}}\,\mathrm {Hg} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}} _ {\smash[{t}]{2}}~|~\mathrm {KCl} {\mskip {2mu}}(\mathrm {sat} )}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8e2d517f0f57ea736e4990a0fd63cbfb61828f17)
قطب مرجعي
تحتوي بعض الأقطاب المرجعية المتوفرة تجارياً على وصلة داخلية تقلل من جهد الوصلة السائلة بين محلول العينة والإلكتروليت في القطب المرجعي (كلوريد البوتاسيوم). يكون الإلكتروليت الداخلي ذو تركيبة ثابتة، وتُعطى استجابة القطب بمعادلة نرنست .
- E = E 0 − RT / F ln a F − ,
أين:
- E هو جهد الخلية المقاس،
- E 0 هو جهد الخلية القياسي،
- R هو ثابت الغاز المثالي،
- T هي درجة الحرارة بالكلفن ،
- F هو ثابت فاراداي (9.6485309×10 4 C/mol).
- يمثل a F − نشاط أيون الفلوريد.
مراجع
- لايت، ترومان س.؛ كابوتشينو، كارلتون س. (1975). "تحديد الفلورايد في معجون الأسنان باستخدام قطب انتقائي للأيونات". مجلة التعليم الكيميائي . 52 (4): 247-250 . Bibcode : 1975JChEd..52..247L . doi : 10.1021/ed052p247 . PMID 1133123 .
مارتن س. فرانت وجيمس و. روس الابن. قطب كهربائي لاستشعار نشاط أيون الفلورايد في المحلول. مجلة ساينس، 23 ديسمبر 1966: المجلد 154، العدد 3756، الصفحات 1553-1555
للمزيد من القراءة
- الأقطاب الكهربائية
- الفلورايد