اندازه‌گیری pH محلول‌های آبی با استفاده از سنسور حالت جامد بر پایه فیلم نازک نانو ذرات اکسید کبالت ترسیب شده به صورت الکتروشیمیایی روی الکترود کربن سرامیک

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

2 مرکز تحقیقات نانو فناوری، دانشگاه ارومیه

3 گروه شیمی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

4 گروه صنایغ غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در کار تحقیقی حاضر یک سنسور pH حالت جامد بر پایه نانوذرات اکسید کبالت ترسیب شده به صورت الکتروشیمیایی بر سطح الکترود کربن سرامیک ارائه شده است. مورفولوژی الکترود اصلاح شده توسط میکروسکوپ روبش الکترونی (SEM) مورد مطالعه قرار گرفت که نشان داد ذرات در اندازه نانو و به صورت یکنواخت بر سطح الکترود ترسیب شده‌اند. الکترود اصلاح شده یک رفتار نرنستی با شیب mV/pH 04/74 در محدوده وسیعی از pH، 12-5/1 از خود نشان داد. انتخاب‌پذیری یونی سنسور pH نسبت به Li+، Na+ و K+ مورد آزمایش قرار گرفت و مقادیر 9/11-، 4/12- و 1/12- به ترتیب برای 〖log K〗_(H^+,〖Li〗^+)^pot، 〖log K〗_(H^+,〖Na〗^+)^pot و 〖log K〗_(H^+,K^+)^pot بدست آمدند. تعدادی از پارامترهای مهم شامل تکرارپذیری، تکثیرپذیری و زمان پاسخ سنسور مورد مطالعه قرار گرفت. جهت ارزیابی کاربرد سنسور یک تعداد از تیتراسیون‌های اسید-باز با استفاده از این سنسور انجام شد. همچنین جهت ارزیابی کارآیی سنسور برای اندازه‌گیری pH در ماتریکس‌های پیچیده تعدادی از نمونه‌های واقعیمورد آزمایش قرار گرفتند. مقایسه آماری نتایج الکترود اصلاح شده با الکترود شیشه حساس به pH با استفاده از آزمون‌ t نشان داد اختلاف معناداری با توجه به صحت وجود ندارد. نتایج بدست آمده توافق خوبی با الکترود شیشه حساس به pH متداول داشتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determination pH of aqueous solutions using solid-state sensor based on a thin film of cobalt oxide nanoparticles electrodeposited on carbon ceramic electrode

نویسندگان [English]

  • Hassan Heidari 1
  • Esmaeil Habibi 2
  • Rahim Mohammad-Rezaei 3
  • Sajad Pirsa 4
1 Department of Chemistry,Faculty of Science Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
2 Nano-technology research center, urmia university
3 Department of Chemistry, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
4 Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

In this paper a solid-state pH sensor is proposed based on cobalt oxide nanoparticles electrodeposited on carbon ceramic electrode. The morphology of carbon ceramic electrode coated with cobalt oxide nanoparticles was studied by scanning electron microscopy (SEM). It showed that the particles were deposited in nano size and uniformly on electrode surface. The modified electrode showed Nernstian behavior with a slope of 74.04 mV/pH in the wide pH range of 1.5 – 12. The ion selectivity of the pH sensor with respect to Li+, Na+ and K+ were tested and the values of -11.9, -12.4 and -12.1 were obtained for 〖log K〗_(H^+,〖Li〗^+)^pot, 〖log K〗_(H^+,〖Na〗^+)^pot and 〖log K〗_(H^+,K^+)^pot, respectively. Some important parameters including repeatability, reproducibility, and response time of the sensor were studied. In order to evaluate the applicability of the sensor a number of acid–base titrations were done. Also, in order to evaluate the efficiency of the sensor for measuring the pH in complex matrixes some real samples were tested. Comparing statistical results of modified electrode with a glass pH electrode by using t-test indicated that there is no significant difference in concerning accuracy. The obtained results were in good agreement with a conventional glass pH electrode.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon ceramic electrode
  • Cobalt oxide nanoparticles
  • pH sensor
  • Nernstian slope