Из этой статьи вы узнаете, какие бывают иономеры, чем они отличаются от pH-метра, как не ошибиться с выбором, а также что ещё нужно для того, чтобы ваш иономер жил долго и радовал вас точными результатами.

Что такое иономер?

Если кратко — то это электронный вольтметр с высоким сопротивлением, к которому подключены два электрода. В зависимости от его сложности и того, какие электроды вы к нему подключаете, вы можете измерить множество разных полезных параметров вашего раствора.

Теперь подробно. Иономер — это прибор, с помощью которого определяют концентрацию ионов водорода, а также одно- и двухвалентных катионов и анионов методом прямой потенциометрии. За скучной теорией мы отошлём вас к разделу методов электрохимического анализа любого учебника аналитической химии, но если в двух словах, то «потенциометрия — это измерение разности потенциалов между парой электродов, погружённых в анализируемый раствор. Установка, необходимая для этого, состоит из индикаторного электрода, электрода сравнения и прибора для измерения потенциала». Вот прибор для измерения потенциала и есть иономер, потому что прямую потенциометрию называют ещё ионометрией.

Для проведения измерений обязательно нужны электрод с постоянным потенциалом, не зависящим от состава раствора (это электрод сравнения), и электрод с потенциалом, который будет меняться в зависимости от активности (т. е. концентрации) ионов в растворе (это индикаторный электрод). Разницу потенциалов этих двух электродов иономер измеряет и по ней вычисляет концентрацию ионов в растворе.

Также добавим, что правильное название прибора — иономер, а не ионометр, как иногда пишут (по аналогии с pH-метром и прочими «-метрами»).

Что можно измерить иономером?

Прямо мы измеряем только разницу потенциалов между электродами (ЭДС раствора). Дальше всё зависит от электродов.

Наиболее часто измеряют концентрацию ионов водорода (pH раствора). Также можно померять концентрацию катионов Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, La²⁺, анионов F^-, Cl^-, Br^-, S^2-, ClO₄^-, NO₃^- и т. д.

Обычно иономеры сразу пересчитывают полученные данные измерений в концентрацию ионов (pX — по аналогии с pH, или моль/л, г/л и другие привычные величины). Также они могут измерять ЭДС, температуру раствора, иногда даже окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал).

Иономер и pH-метр это одно и то же?

pH-метр — это частный случай иономера. Можно сказать, что это иономер, который измеряет активность только одного вида ионов — водорода. Он использует один вид индикаторного электрода — стеклянный электрод, который селективен к ионам водорода. Конструкция pH-метров проще, их делают очень компактными, и в целом это очень надёжные и достаточно точные приборы. Их могут делать для стандартных измерений или для специализированных, например, есть pH-метры для мяса, вина или сыра.

Какие есть виды иономеров?

Иономеры можно разделить на две большие группы — портативные и стационарные. Стационарные в свою очередь делятся на лабораторные и промышленные, а также на одноканальные и многоканальные (двух-, трёх- и так далее).

Промышленные иономеры используются для исследований водоёмов и сточных вод, анализа почв или производственного сырья. Они могут встраиваться прямо в производственную линию или, например, в систему автоматического контроля качества воды. Они обычно многоканальные, чтобы одним прибором контролировать содержание максимально возможного количества ионов.

Портативные иономеры, как следует из названия, предназначены для полевых исследований. Они небольших размеров, снабжены аккумулятором и, как правило, в водозащищённом корпусе. Обычно у них меньше диапазон измерений и точность, чем у стационарных иономеров. Если вам не требуется автономная работа прибора, то лучше выбрать стационарный иономер.

Стационарные лабораторные иономеры — это самый распространённый тип. В зависимости от сложности и цены они могут быть дополнены разными полезными аксессуарами, например есть иономеры со встроенной магнитной мешалкой. Как и промышленные иономеры они могут быть многоканальными и проводить измерение активности нескольких видов ионов за один анализ.

Как выбрать иономер?

Для начала вам нужно хорошо представлять, какие именно образцы вы будете анализировать. Если вам нужно определять только pH, то зачем тратить лишние средства на покупку иономера, когда вам отлично подойдёт pH-метр?

Если вам не нужно проводить полевые исследования, то обычный стационарный иономер — ваш лучший выбор. Если нужно, то всегда смотрите на время автономной работы (то есть на ёмкость аккумулятора).

Важная характеристика — это диапазон измеряемых значений ЭДС. Стандартом является диапазон от −2000 до +2000 мВ, но чем больше диапазон измерений, тем шире возможности использования. Есть модели с диапазоном до ±4000 мВ. Тут отметим, что фактический диапазон измерений в первую очередь зависит от электрода, и может быть вам вовсе и не нужен широкий диапазон измерений у иономера.

Вторая важная характеристика — это погрешность измерений. Чем меньше, тем лучше. Тут сложно написать что-то конкретное, но в целом погрешность измерения ЭДС желательна не более 1 мВ, а погрешность измерения pX (pH) не более 0,02 единиц pX (pH).

Подходящие электроды. На рынке представлено множество электродов и далеко не все из них подойдут для вашего иономера. Обращайте внимание на разъём для подключения, их несколько. Самые распространённые форматы — это BNC и штекер-банан. Обычно производители предлагают электроды с разъёмами на выбор и тут важно купить правильный.

Больше одного канала измерения может значительно сократить общее время анализа. Обычно многоканальные приборы нужны, когда постоянно приходится работать с несколькими электродами. У вас может быть до четырёх ионселективных электродов, которые будут подключены к одному прибору, и это может значительно облегчить работу.

Измерение температуры раствора. Для этого у иономера должен быть термодатчик (или как минимум возможность подключить термодатчик). Практически любые современные иономеры и pH-метры могут измерять температуру. Термокомпенсация есть почти во всех приборах, но обычно только для pH.

Наличие дополнительных полезных функций. Разработчики ПО могут встраивать в иономер различные дополнительные опции, которые могут быть вам очень нужны, а могут и наоборот быть лишними.

Очень полезная функция — это определение исправности электрода при калибровке. Как правило это определяется по рассчитанному значению крутизны градуировочной характеристики электродов.

У прибора может быть встроенная память, и он будет запоминать последние результаты измерений и калибровок. В этом случае важно правильно настроить внутренние часы прибора, чтобы потом не путаться в собственных экспериментах.

Ещё может быть порт для соединения с компьютером и выгрузки данных — если вам нужна эта функция, то обратите внимание на то, какое есть программное обеспечение для компьютера и как часто оно обновляется.

Если в вашей лаборатории следуют практикам GLP, то вам скорее всего придётся искать иономер со входом по паролю и с логированием данных.

Если вы окончательно запутались в том, какой именно иономер вам нужен, то не унывайте. Позвоните нашим менеджерам, и они подскажут вам правильную модель.

Тел.: 8 (800) 500-93-80.
Email: info@nv-lab.ru.

Все статьи