مقياس الكلور

جهاز قياس الكلور( chloridometer)هو جهاز قياس يستخدم لتحديد تركيز أيونات الكلوريد (^Cl-) في المحلول. ويستخدم هذا الجهاز عملية تُعرف بإسم المعايرة الكولومترية أو الكولومترية الأمبيروستاتيكية، وهي طريقة مرجعية كهروكيميائية مقبولة لتحديد نسبة تركيز الكلوريد في السوائل البيولوجية، بما في ذلك ؛ مصل الدم، وبلازما الدم، والبول، والعرق، والسائل النخاعي. قالب:Sfn قالب:Sfn لتنتج العملية الكولومترية أيونات الفضة، والتي تتفاعل مع الكلوريد لتكوين كلوريد الفضة (AgCl).قالب:Sfn

تم تصميم أول مقياس للكلور بواسطة فريق بقيادة إرنست كوتلوف وذلك في عام 1958.قالب:Sfn

تشمل الطرق الأخرى لتحديد تركيز الكلوريد المعايرة الضوئية وتحليل قياس الطيف الكتلي لتخفيف النظائر.قالب:Sfn

العملية

تقوم الأمبيروستات بتوصيل تيار ثابت يبلغ حوالي 6-8 مللي أمبير إلى أقطاب المولد لمعايرة المحلول، ثم يتم تشغيل مؤقت رقمي.قالب:Sfn ويستخدم زوج ثانٍ من أقطاب الفضة كجهاز كشف لقياس توصيل المحلول.قالب:Sfn قالب:Sfn فمن المعروف أن نفس التيار الثابت يستخدم لمعايرة عدد معين من المولات$(n_{C{l}^{-}}{)}_s$ من محلول كلوريد قياسي في الوقت المناسب$t_s$. سيؤدي معايرة محلول التحليل إلى توليد كلوريد الفضة غير القابل للذوبان حتى يتم استهلاك أيونات الكلوريد، وبعد ذلك الوقت سيتم الكشف عن زيادة في أيونات الفضة عند أقطاب الكاشف. قالب:Sfn هذه المرة،$t_u$، هو زمن المعايرة للحل الذي يتم قياسه. يُحسب بعد ذلك تركيز أيونات الكلوريد في هذا المحلول على النحو التالي: قالب:Sfn

$(n_{C{l}^{-}}{)}_u=\frac{t_u}{t_s}\times (n_{C{l}^{-}}{)}_s$

على الرغم من أن الكمية المطلقة لأيونات الفضة ($A{g}^{+}$ ) المطلوبة للتفاعل مع أيونات الكلوريد يمكن تحديدها باستخدام قوانين فاراداي للتحليل الكهربائي، وفي الممارسة العملية تكون المعايرة مطلوبة. قالب:Sfn

تُولد أيونات الفضة عن طريق الأكسدة عند الأنود وذلك عندما يتم تطبيق جهد كهربائي عبر أقطاب الفضة. قالب:Sfn هذا هو التفاعل الانودي للعملية.

$Ag\to A{g}^{+}+e^{-}$

تدخل أيونات الفضة إلى المحلول بمعدل يتناسب مع التيار الكهربائي. قالب:Sfn نظرًا لأن التيار ثابت، فإن معدل إنتاجها يتناسب مع وقت تدفق التيار، فتتوغل إلى داخل المحلول بمعدل ثابت من أنود السلك الفضي. قالب:Sfn لتتفاعل هذه الأيونات مع أيونات الكلوريد في تفاعل المعايرة، مما ينتج عنه كلوريد الفضة غير القابل للذوبان. قالب:Sfn

$A{g}^{+}+C{l}^{-}\to AgCl$

يتم اكتشاف نقطة النهاية، والتي تحدث عندما لا يكون هناك المزيد من أيونات الكلوريد التي يمكن أن تتفاعل معها أيونات الفضة، بواسطة زوج من أقطاب كهربائية دقيقة من الفضة في المحلول، والتي توصلعلى التوالي باستخدام ميكروأمبير. فينتج عن التركيز المتزايد لأيونات الفضة إنشاء تيار بين الأقطاب الكهربائية الدقيقة، مما يؤدي إلى تنشيط مفتاح يقوم بإيقاف تشغيل الطاقة للأقطاب الكهربائية الرئيسية والمؤقت، مما يؤدي إلى إنهاء القياس. قالب:Sfn مدة المعايرة هي الوقت$t_s$، وهو ما يتناسب مع كمية أيونات الفضة المنبعثة، وبالتالي مع كمية الكلوريد في محلول التحليل.

الاستخدامات

يتم استخدام أجهزة قياس الكلوريد لتحديد تركيز أيونات الكلوريد في السوائل البيولوجية. على سبيل المثال، يتم قياس تركيز أيونات الكلوريد في بلازما الأسماك لقياس تأثير الإجهاد على التنظيم الاسموزي في مزارع الأحياء المائية. قالب:Sfn كمية صغيرة من البلازما (10 يؤدي الجمع بين محلول كلوريد الصوديوم (μL) مع كاشف حمضي إلى تفاعل كيميائي يوفر في النهاية مقياس تركيز أيونات الكلوريد بوحدة meq /L. قالب:Sfn

نظرًا لأنها تتطلب تيارًا متناوبًا، فإن أجهزة قياس الكلوريد ليست محمولة وهي أكثر ملاءمة لوضعها على "طاولة العمل". قالب:Sfn مما قد يتطلب عملية تجميد عينات السوائل البيولوجية التي تم جمعها في الميدان لتحليلها لاحقًا. قالب:Sfn

تمثل أجهزة قياس الكلوريد الاستخدام الأكثر شيوعًا لقياس اللون في الكيمياء الحيوية السريرية. قالب:Sfn

قراءة إضافية

• قالب:استشهاد بكتاب