химический каталог




СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ (от латинского sensus - чувство, ощущение), чувствительные элементы небольших размеров, генерирующие аналит. сигнал, зависящий от концентрации определяемого компонента в анализируемой смеси. Неотъемлемой частью СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. является преобразователь энергии химический, биохимический или физических процессов, лежащих в основе определения, в электрич. сигнал. Последний передается в соответствующее электронное устройство для дальнейшей обработки.

СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. предназначены для прямого определения конкретного химический вещества в заданном диапазоне содержаний при фиксир. способах введения пробы и обработки полученной информации. Они могут входить в состав аналит. приборов (или др. анализирующих или контролирующих систем), включающих также устройство для ввода пробы, обработки сигнала и выдачи сведений о концентрации определяемого компонента. Для повышения избирательности определения на входе иногда размещают селективные мембраны. Достоинства таких приборов: малые размеры (около 100x60x20 мм) и масса (100-200 г), небольшая потребляемая мощность, способность работы в автоматич. автономном и, часто, непрерывном режиме.

По принципу работы и в зависимости от вида аналит. сигнала иногда выделяют электрохимические (потенцио-метрич., вольтамперометрич., кулонометрич., кондуктометемпературич.), оптические (фотометрич., люминесцентные, оптотер-мич.), электрические сенсоры, а также сенсоры, чувствительные к изменению массы и некоторые др.

В основу работы электрохимических сенсоров положены превращения определяемого компонента в миниатюрной электрохимический ячейке, которая генерирует аналит. сигнал. Используют инертные, химически активные или модифицированные, а также ионоселективные электроды, в том числе на основе халькогенидных стекол; электролиты может быть жидкими (растворы H2SO4) или твердыми (ZrO2, A12O3, CsHSO4 и др.). Такие СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. характеризуются высокой избирательностью, чувствительностью, возможностью определения химический компонентов в относительно широком диапазоне содержаний, быстродействием. Они применяются для определения оксидов азота, углерода и серы, а также гидразина, фосфина, кислорода, метана и др. веществ.

Оптич. сенсоры основаны на измерении поглощения или отражения первичного светового потока, люминесценции или теплового эффекта при поглощении света. Такие СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. имеют чувствительный слой, роль которого может выполнять поверхность волокна световода или иммобилизованная на световоде фаза, содержащая подходящий реагент. Волоконно-оптический световоды на основе кварца, германатных, фторид-ных, халькогенидных стекол, кристаллов галогенидов таллия, серебра или цезия и полимерных материалов позволяют работать в ИК, видимой и УФ диапазонах спектра. Созданы оптические СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. для определения рН растворов, ионов К+ и Na+ , CO2, О2, глюкозы и др. веществ.

К электрическим СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. относятся полупроводники с электронной проводимостью на основе оксидов металлов (Sn, Zn, Cd, Cr, Ti, V, W и др.), органическое полупроводники (например, фталоцианины) и полевые транзисторы. Измеряемыми величинами являются проводимость, разность потенциалов, заряд или емкость, изменяющиеся при воздействии определяемого вещества. Наиб. перспективны полевые транзисторы, в которых металлич. контакт затвора (управляющего электрода) заменен химически чувствительным слоем (например, из Pd или Pt) и электродом сравнения. Взаимод. определяемого компонента с материалом слоя вызывает изменение электрич. поля в области затвора и, следовательно, порогового напряжения и тока в транзисторе. Применение так называемой ионочувствительных покрытий (например, валиномицина) позволяет получать ионоселективные полевые транзисторы. Для пром. производства полупроводниковых СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. применяют планарную технологию, что обеспечивает создание микромодулей, включающих чувствительный элементы, систему тер-мостатирования и усилитель электрич. сигнала. Главные преимущества сенсоров на основе полевых транзисторов: малые габариты (поверхность 1-2 мм2) и масса, быстродействие (время, необходимое для анализа, 1-10 с), возможность определения сразу несколько компонентов анализируемой смеси. Электрич. сенсоры применяют, в частности, для определения ионов К+, О2, оксидов азота, H2S, СО, Н2, углеводородов с пределами обнаружения 10-4-10-5% по объему.

Действие сенсоров, чувствительных к изменению массы, основано на изменении частоты колебаний пьезорезона-торов или скорости распространения поверхностно-акустических волн при селективной сорбции определяемого вещества соответственно на электродах или на межэлектродных поверхностях. Сорбционными покрытиями служат Аи, Ag, полимеры, органическое соединения (амины, карбоновые кислоты и их соли), разнообразные фазы, используемые в хроматографии. Такие СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. применяют для определения SO2, Hg, NH3 и некоторых фосфорорганическое соединений.

Разновидностью СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. являются биосенсоры. Они представляют собой комбинир. устройство, состоящее из биохимически или биологически активного компонента (биокомпонента) и электронного преобразователя. В качестве биокомпонента нашли применение ферменты, антитела, антигены, микроорганизмы, биологическое мембраны, а в качестве преобразователя-электроды, полевые транзисторы, тер-мисторы и др. Осн. область применения биосенсоров-анализ различные жидких объектов в медицине, биотехнологии, пищевая и химический промышленности. Недостатки биосенсоров: невысокая стабильность, трудность получения биоорганическое материалов постоянного состава, чувствительность к действию высоких и низких температур, бактерицидных загрязнений и др.

СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. и приборы на их основе широко используют, например, в энергетике, робототехнике, транспорте, медицине, с. х-ве, быту, при решении экологич. проблем. Применение СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ х. открывает новые возможности для диагностики материалов и контроля технол. процессов.

Литература: Колотуша СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ [п др.], Малогабаритные анализаторы. Современное состояние и тенденции развития, М., 1989; Власов Ю. Г.. Мясоедов Б. Ф., "Журн. аналит. химии", 1990, т. 45, в. 7, с. 1253-54; Chemical sensors, ed. by T. Edmonds, Glasgow-L.-N. Y.. 1988. Б.Ф. Мясоедов.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
плитка напольная avignon arce 45 45
замена катализатора на пламегаситель
сколько стоит правка вмятин в саранске
бурда моден курсы кройки и шитья

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)