¿Qué es un Instrumentos de Medición de Iones?
Instrumentos de medición de iones es un término genérico para dispositivos que miden varios iones.
Mientras que los contadores de iones se refieren generalmente a dispositivos que miden iones en el aire, los instrumentos de medición de iones incluyen dispositivos especializados como contadores de iones específicos de minerales y dispositivos que miden concentraciones de iones en soluciones acuosas.
Sin embargo, en términos generales y fuera de los campos especializados, los instrumentos medición de iones y los instrumentos de medición de iones son prácticamente sinónimos. Por lo tanto, en este artículo nos referiremos específicamente a dispositivos que miden las concentraciones de iones exclusivamente para minerales y en soluciones acuosas.
Usos de los Instrumentos de Medición de Iones
Los instrumentos medición de iones se utilizan para medir las concentraciones de iones en torno a minerales radiactivos. En estos casos se utilizan instrumentos medición de iones específicos para minerales. Los instrumentos específicos para minerales no se ven afectados por el flujo de aire, etc., y proporcionan mediciones estables con poca variación de una medición a otra. Las aplicaciones de los instrumentos medición de iones minerales incluyen la investigación, la investigación de nuevos materiales de construcción y la creación de pulseras minerales.
Aparte de los minerales, los instrumentos medición de iones también se utilizan para la concentración de iones en soluciones acuosas. Se utilizan, por ejemplo, para controlar la concentración de impurezas en el vertido de aguas residuales y en el desarrollo de productos (por ejemplo, Ag+) cuando se utilizan materiales que contienen iones.
Principio de los Instrumentos de Medición de Iones
El tipo específico para minerales detecta la radiación emitida por los minerales y la convierte en contenido iónico. Hay tipos disponibles comercialmente que tardan un tiempo de medición de varias decenas de segundos después de colocar el objeto a medir bajo el instrumento, tiempo durante el cual se muestra el número medio de iones detectados. Debido al principio de medición, no es posible medir los minerales que no emiten radiación.
El principio de medición de las concentraciones de iones en soluciones acuosas tiene su origen en la cromatografía de intercambio iónico de alto rendimiento, que se publicó en 1975. Aunque este campo es relativamente joven, en sólo unas décadas se ha desarrollado una gran variedad de métodos de detección. En la actualidad, los instrumentos comerciales más comunes se basan en la espectrofotometría de absorbancia, que puede miniaturizarse.
Existen tres tipos de espectrofotómetros de absorbancia (UV), que se utilizan en función de si los iones de la muestra absorben o no la radiación UV.
1. Método UV Directo
El método UV directo utiliza un eluyente con absorción UV nula o baja y mide los iones de la muestra con absorción UV.
2. Método UV Indirecto
El método UV indirecto se utiliza para analizar iones de muestra sin absorción UV utilizando un eluyente con absorción UV.
3. SAI de Reacción Poscolumna
La SAI de reacción poscolumna se utiliza cuando los iones de la muestra se separan y se mezclan con un reactivo de reacción, convirtiéndolos en un compuesto con absorción UV antes de la detección.
Los métodos UV directo e indirecto son relativamente fáciles de utilizar, mientras que el método de monoabsorción por reacción post-columna no es adecuado para uso general debido al tiempo y esfuerzo necesarios para preparar la muestra por separado.
Otra Información sobre los Instrumentos de Medición de Iones
1. Rango de Medida de los Instrumentos de Medición de Iones
El rango de concentraciones de iones que puede medir un instrumento medición de iones es básicamente de 10 a la -1ª potencia mol/L a la -7ª potencia mol/L. Sin embargo, como el rango de medición difiere en función del tipo y la estructura del electrodo de iones, es necesario establecer una referencia con una solución patrón antes de medir las muestras.
2. Influencia de los Factores Externos en los Instrumentos de Medición de Iones
Los cinco factores externos siguientes influyen en la medición de iones:
Factor pH (Potencial de Hidrógeno)
Según el tipo y la estructura del electrodo de iones, los componentes de la parte de respuesta a los iones pueden verse afectados por el pH de la muestra, provocando la disolución del electrodo de iones o el cambio del potencial del electrodo. Además, la sensibilidad del electrodo de iones puede reducirse o la curva de calibración puede desplazarse en paralelo debido al efecto del pH.
Por lo tanto, el intervalo de pH de la muestra en el que pueden realizarse mediciones de iones debe considerarse limitado. El intervalo de pH de la muestra en el que pueden realizarse mediciones de iones generalmente se reduce a medida que disminuye la concentración del ion objetivo.
Factor de Temperatura
El gradiente de potencial medido por un electrodo iónico se ve afectado por la temperatura de la propia muestra. Por lo tanto, la temperatura líquida de la solución patrón de referencia y la temperatura líquida de la muestra deben ser iguales. Si las temperaturas líquidas de la solución de referencia y de la muestra difieren, los resultados de la medición se verán afectados.
Factor de Agitación
El estado de agitación de la solución de la muestra tiene un efecto sobre el potencial del electrodo, la velocidad de respuesta, etc. de los resultados de la medición. Por lo tanto, la muestra debe agitarse y medirse a una velocidad constante que no afecte negativamente a la propia medición.
Factor Luz
Algunos electrodos iónicos se ven afectados por la luz, que modifica el potencial e influye en los resultados de la medición. Por lo tanto, cuando se realicen mediciones en electrodos iónicos afectados por la luz, ésta debe protegerse utilizando un vaso de precipitados protegido contra la luz.
Factor de Coexistencia de Iones
Los electrodos iónicos son altamente selectivos, pero no existe ningún electrodo iónico que no se vea afectado por todos los iones. Por lo tanto, debe tenerse en cuenta la influencia de los iones coexistentes en los electrodos iónicos y deben aplicarse medidas para evitar cualquier influencia.