بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق یک الکترود یون گزین حساس به کاتیون کبالت توسط یون دوست - Imidazo[1,2-a]pyridines - در غشائی از پلی وینیل کلراید - PVC - طراحی و ساخته شد. بهترین پاسخ برای الکترود طراحی شده در غشایی با ترکیب 63/0mgr از نیتروبنزن - - NB، 30/0mgr از PVC، 2/0mgr از سدیم تترا فنیل بورات - NaTPB - و 5/0mgr از یون دوست Imidazo[1,2-a]pyridines مشاهده گردید. بررسی اثر زمان روی پاسخ الکترود بهینه نشان داد که پاسخ دهی کوتاه و در حدود 5 ثانیه بوده و تا 2 دقیقه بدون تغییر در پتانسیل ثابت باقی می ماند زمان پاسخ دهی استاتیکی و دینامیکی بسیار مناسب می باشد . همچنین الکترود سنتز شده مذکور تکرار پذیری بسیار بالا می باشد.
-1مقدمه
آلودگی با فلزات سنگین یکی از مشکلات عمده در جوامع بشری است که سلامت افراد جامعه را به خطر می اندازد در میان این فلزات سنگین، سرب از اهمیت ویژه ای بر خوردار است. با توجه به میزان مصرف بالای سرب، در سال های اخیر از آلودگی های زیست محیطی ناشی از آن گزارشات زیادی وجود دارد و لذا اندازه گیری آن بسیار حائز اهمیت می باشد.
کاربردهای سرب
کاربردهای اولیه سرب عبارتند از: سازه های ساختمانی، رنگدانه های مورد استفاده در لعاب سرامیک و لوله های انتقال آب. کاخها و کلیساهای بزرگ اروپا در وسایل تزئینی، سقفها، لوله ها و پنجره هایشان دارای مقادیر قابل توجهی سرب هستند. موارد استفاده معمولی سرب به شرح زیر است: در باطریهای اسید سرب، در اجزای الکترونیکی، روکش کابل، مهمات، در سرامیک، شیشه های سربدار، لوله های سربی، رنگها، آلیاژها، اتصالات، مواد پرکننده دندان و همچنین در بام ها به عنوان درزگیر برای محافظت اتصالات در برابر باران. فلز سرب عامل موثری برای جذب صدا می باشد و به علت این قابلیت از سرب برای پوشش تجهیزات اشعه ایکس و راکتورهای نوترونی برای جذب ارتعاش استفاده می شود. از اکسید سرب برای تولید شیشه های کریستالی ظریف و ظروف بلور با خاصیت انعکاس نور بالا برای لنزهای اکروماتیک استفاده می شود. همچنین از نمک های سرب مانند آرسنات سرب در حشره کش ها استفاده می گردد.
اثرات سرب بر روی سلامتی انسان
فعالیت های بشری مانند احتراق سوخت، فرآیندهای صنعتی و سوزاندن زباله جامد باعث آلودگی با سرب می شود سرب همچنین به واسطه خوردگی لوله های سربی در سیستم انتقال آب وارد آب و خاک می شود سرب در بدن جانداران آبزی و جانداران خاک تجمع می یابد و این موجودات در اثر سم سرب دچار عوارض مختلفی می شوند غلظت بسیار اندک سرب روی حلزونهای دریایی اثرات منفی می گذارد
بیشتر سربی که وارد بدن انسان می شود در خون موجود است، اما مقدار آن در نهایت به یک سطح ثابت می رسد و مقدار اضافی سرب در بافتهای نرم بخصوص مغز وارد می شود. در نهایت سرب در مغز استخوان رسوب می کند و به علت مشابه بودن اندازه Pb2+ و Ca2+، جانشین کلسیم می شود. جذب سرب در بدن اشخاصی که کمبود کلسیم دارند، بیشتر است. در کودکان جذب آن بیشتر از بزرگسالان می باشد. ترکیبات تترا آلکیل سرب از طریق پوست جذب می شوند و در کبد به یون سمی تر Pb3+ تبدیل می شوند که می تواند وارد بافت مغز شده و باعث بروز علائمی مثل بیماری روانی گردد.
حسگرهای الکتروشیمیایی
در یک حسگر الکتروشیمیایی، در نتیجه برهمکنش - یک واکنش الکتروشیمیایی - بین لایه تشخیص و آنالیت موجود در محلول، یک تبدیل شیمیایی1 صورت گرفته و در نهایت، یک علامت خروجی تولید می شود. بسته به نوع این علامت، این حسگرها به سه دسته تقسیم می شوند. اگر خروجی از نوع پتانسیل باشد، حسگر از نوع پتانسیومتری است و اگر خروجی از نوع جریان باشد، حسگر از نوع آمپرومتری است. روش هدایت سنجی، اگر چه بر پایه اندازهگیری هدایت الکتریکی استوار است و یک واکنش الکتروشیمیایی در مکانیسم پاسخ دخالت ندارد، جزء حسگرهای الکتروشیمیایی طبقه بندی می شود
در بین انواع حسگرهای الکتروشیمیایی، حسگرهای پتانسیومتری به دلیل سادگی و ارزان بودن، دارای بیشترین کاربرد می باشند..
توانایی بسیارزیاددرشت مولکولهادرایجادپیوندانتخابی باکاتیونهای فلزی باعث شده است که این ترکیبات در میان سایر ترکیبات شیمیایی، بیشترین کاربرد را در شیمی تجزیه داشته باشند.
یکی از روش های دقیق با تجهیزات ساده و ارزان به منظور اندازه گیری فلزات سنگین، روش پتانسومتری با استفاده از الکترودهای یون گزین می باشد. در این تحقیق یک الکترود یون گزین حساس به کاتیون سرب بر مبنای یون دوست Imidazo[1,2-a]pyridines - شکل - 1 طراحی شده است.
الکترود پوشش داده شده گرافیتی حساس به سرب به منظور اندازه گیری این فلز در محلول های آبی استفاده می شود. این الکترود پاسخ پتانسیومتری خوبی نسبت به کاتیون در محلول ها نشان می دهد. یون دوست - یونوفور - ، مهمترین جزء غشاء در الکترودهای یون گزین می باشد و مسئول حساسیت و انتخابگری الکترود می باشد. یون دوستها می توانند ترکیبات درشت مولکول یا مبادله گرهای یونی شامل حفراتی برای به دام انداختن یونها باشند .[2] ساختار و شکل فضایی یون دوست ها سهم عمده ای در انتخابگری آنها دارد.
