HI4101 | Điện Cực Chọn Lọc Ion Amoni (Dạng Kết Hợp) Hanna HI4101

HI4101 | Điện Cực Chọn Lọc Ion Amoni (Dạng Kết Hợp) Hanna HI4101

HI4101 | Điện Cực Chọn Lọc Ion Amoni (Dạng Kết Hợp) Hanna HI4101 là điện cực chọn lọc ion dạng cảm biến khí, được thiết kế để xác định amoniac trong dung dịch bằng phương pháp đo điện thế. Điểm cần lưu ý là HI4101 không cảm nhận trực tiếp NH4+ qua một màng chọn lọc ion thông thường; điện cực sử dụng màng PTFE thấm khí NH3, trong khi amoni NH4+ trong mẫu được chuyển thành NH3 sau khi bổ sung dung dịch điều chỉnh lực ion ISA.

1. Giới thiệu & nguồn gốc thương hiệu Hanna HI4101

Hanna Instruments là thương hiệu thiết bị phân tích được hình thành từ năm 1978 tại Ý, phát triển các giải pháp đo pH, ORP, ISE, độ dẫn điện, oxy hòa tan và nhiều thông số hóa lý cho phòng thí nghiệm, nước, môi trường, thực phẩm và công nghiệp. Hanna hiện tổ chức hoạt động sản xuất tại nhiều quốc gia, trong đó có Romania.

Theo thông tin sản phẩm, Hanna HI4101 có xuất xứ Romania và thuộc nhóm điện cực ISE dạng kết hợp. Toàn bộ tế bào đo điện thế được tích hợp trong một đầu dò, gồm phần tử đo pH bên trong, hệ tham chiếu Ag/AgCl, điện giải nội và màng PTFE thấm khí. Thiết kế này giúp người dùng không phải lắp thêm một điện cực tham chiếu rời như ở các điện cực ISE half-cell.

HI4101 phù hợp cho phép xác định amoniac NH3 và amoni NH4+ trong các mẫu nước, nước thải, đồ uống như rượu vang hoặc bia và một số ứng dụng nông nghiệp. Khi đo NH4+, dung dịch ISA được sử dụng để chuyển amoni sang dạng amoniac có thể khuếch tán qua màng cảm biến.

2. Ưu điểm / tính năng nổi bật của Hanna HI4101

• Điện cực ISE amoniac dạng kết hợp, tích hợp phần tử đo và tham chiếu trong cùng một đầu dò, thuận tiện cho hệ thống đo điện thế.
• Sử dụng màng PTFE thấm khí có thể thay thế, cho phép NH3 khuếch tán từ mẫu vào lớp điện giải mỏng bên trong cảm biến.
• Thân điện cực bằng Delrin bền cơ học, phù hợp với các phép đo phân tích thường xuyên trong phòng thí nghiệm.
• Tích hợp điện cực tham chiếu Ag/AgCl và phần tử thủy tinh nhạy pH để hình thành một tế bào đo điện thế hoàn chỉnh.
• Kết nối BNC giúp sử dụng với máy đo ion hoặc máy pH/mV có ngõ BNC phù hợp.
• Có thể xác định NH4+ bằng cách bổ sung HI4001-00 Ionic Strength Adjuster để chuyển NH4+ thành NH3 trước khi đo.
• Phù hợp với cả phương pháp đo trực tiếp sau hiệu chuẩn và phương pháp thêm chuẩn trong những ứng dụng thích hợp.

Thông số và đặc tính kỹ thuật chính

Đặc tính	Thông tin
Loại điện cực	Cảm biến khí NH3 dạng kết hợp, có phần tử pH bên trong, tham chiếu Ag/AgCl và màng PTFE thấm khí
Đối tượng đo	NH4+ và NH3; NH4+ được chuyển thành NH3 khi bổ sung ISA
Dải đo	1,0 M đến 1 × 10^-6 M; tương đương 17.000 đến 0,02 ppm NH3
pH vận hành	> 11
Nhiệt độ vận hành	0 đến 40 °C
Vật liệu phần tiếp xúc	Thân và nắp bằng Delrin; màng khí PTFE
Kích thước	Đường kính ngoài 12 mm; chiều dài phần nhúng 120 mm
Kết nối	BNC
Tác nhân có thể gây nhiễu	Chất hoạt động bề mặt, chất làm ướt và các amin dễ bay hơi

3. Chức năng, nguyên lý hoạt động và ứng dụng HI4101

Kết nối điện cực HI4101 với máy đo ISE/pH/mV

HI4101 là cảm biến điện thế thụ động. Điện cực không sử dụng nguồn AC hoặc DC riêng, không có các cực L/N/PE, không điều khiển relay và không cấp nguồn cho tải công suất. Cáp của điện cực kết thúc bằng đầu BNC và được nối trực tiếp vào ngõ BNC của máy đo ion hoặc máy pH/mV tương thích. Vì đường kết nối này chỉ mang tín hiệu đo điện thế mức thấp nên không bố trí MCB, cầu chì hay contactor trên đường tín hiệu của HI4101.

Nếu máy đo sử dụng adapter hoặc nguồn điện lưới, phần nguồn và thiết bị bảo vệ phải được bố trí riêng theo đúng hướng dẫn của máy đo. Nguồn điện đó không được cấp trực tiếp vào điện cực HI4101.

Nguyên lý chuyển NH4+ thành NH3 trước khi đo

Trong dung dịch, amoniac tồn tại cân bằng giữa NH3 và dạng ion hóa NH4+. Tỷ lệ giữa hai dạng phụ thuộc mạnh vào pH. Vì cơ chế cảm biến của HI4101 dựa trên khí NH3, mẫu và dung dịch chuẩn phải được xử lý bằng dung dịch ISA cho amoniac ngay trước phép đo.

Hanna hướng dẫn sử dụng HI4001-00 ISA để đưa môi trường mẫu về vùng kiềm khoảng pH 11. Khi pH tăng, NH4+ được chuyển sang NH3. ISA đồng thời tạo nền lực ion ổn định giữa mẫu và dung dịch chuẩn, giúp kiểm soát hệ số hoạt độ khi thực hiện phép đo nồng độ.

Nguyên lý cảm biến khí NH3

Sau khi mẫu được kiềm hóa, NH3 hòa tan khuếch tán qua màng PTFE thấm khí của HI4101 và đi vào lớp điện giải mỏng nằm giữa màng khí và phần tử thủy tinh nhạy pH bên trong. Quá trình khuếch tán diễn ra cho tới khi áp suất riêng phần của khí trong mẫu và trong lớp điện giải mỏng tiến tới trạng thái cân bằng.

NH3 khuếch tán vào lớp điện giải làm thay đổi pH tại bề mặt phần tử thủy tinh. Sự thay đổi này tạo ra một điện thế so với phần tử tham chiếu Ag/AgCl tích hợp. Điện thế mV thu được biến đổi theo quan hệ điện hóa kiểu Nernst với lượng amoniac trong mẫu; tài liệu Hanna cho biết điện thế mV giảm theo kiểu Nernst khi áp suất riêng phần NH3 trong mẫu tăng.

Sau khi hiệu chuẩn bằng các dung dịch chuẩn thích hợp, máy đo ISE có thể chuyển tín hiệu điện thế thành kết quả nồng độ. Nếu sử dụng máy pH/mV ở chế độ mV, người vận hành cũng có thể xây dựng đường chuẩn bán logarit để suy ra nồng độ từ điện thế đo được.

Ứng dụng điển hình

Điện cực amoni Hanna HI4101 có thể được sử dụng để kiểm tra amoniac/amoni trong các mẫu nước và nước thải, hỗ trợ đánh giá quá trình xử lý nitơ và theo dõi chất lượng nước. Hanna cũng nêu các ứng dụng cho mẫu rượu vang, bia và lĩnh vực nông nghiệp.

Đối với mẫu dễ thất thoát amoniac, nên hạn chế để mẫu tiếp xúc lâu với không khí sau khi bổ sung ISA. Mẫu và chuẩn cần được xử lý theo cùng điều kiện nhiệt độ, lực ion và khuấy để cải thiện tính lặp lại. Các dung dịch có chất hoạt động bề mặt, chất làm ướt hoặc amin dễ bay hơi cần được đánh giá kỹ vì các thành phần này có thể ảnh hưởng đến màng và đáp ứng cảm biến.

Lưu ý khi hiệu chuẩn và sử dụng

• Bổ sung ISA vào cả mẫu và dung dịch chuẩn ngay trước khi đo để duy trì điều kiện hóa học tương đương.
• Giữ mẫu và dung dịch chuẩn ở nhiệt độ tương đương và sử dụng chế độ khuấy nhất quán.
• Đậy bình đo khi thích hợp để hạn chế thất thoát NH3 ra môi trường.
• Rửa điện cực bằng nước cất hoặc nước khử ion giữa các mẫu để hạn chế nhiễm chéo.
• Kiểm tra tình trạng màng PTFE; thay màng nếu màng bị hư hỏng hoặc bị làm ướt bất thường.
• Thực hiện hiệu chuẩn lại định kỳ theo yêu cầu của phương pháp và điều kiện phân tích thực tế.

4. Cam kết & nơi mua Hanna HI4101 chính hãng

Khi lựa chọn Hanna HI4101 chính hãng, người dùng cần đặc biệt quan tâm đến đúng mã điện cực, tình trạng màng PTFE, phụ kiện và dung dịch cần thiết cho việc chuẩn bị, hiệu chuẩn và bảo dưỡng cảm biến. Đây là thiết bị phân tích chuyên dụng nên việc lựa chọn đúng cấu hình máy đo ISE/pH/mV tương thích cũng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng triển khai phép đo.

Khách hàng có nhu cầu mua HI4101, dung dịch ISA, chuẩn amoniac hoặc phụ kiện liên quan có thể liên hệ thietbicodien để được tư vấn lựa chọn sản phẩm chính hãng, kiểm tra khả năng tương thích với thiết bị đo đang sử dụng và hỗ trợ cấu hình phù hợp cho ứng dụng thực tế.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

HI4101 đo NH4+ trực tiếp hay gián tiếp?

HI4101 đo NH4+ theo phương pháp gián tiếp. Dung dịch ISA làm môi trường trở nên kiềm, chuyển NH4+ thành NH3; khí NH3 sau đó khuếch tán qua màng PTFE và được điện cực phát hiện.

HI4101 có cần thêm điện cực tham chiếu rời không?

Không. HI4101 là điện cực dạng kết hợp, bên trong đã có phần tử tham chiếu Ag/AgCl cùng phần tử đo pH, vì vậy không cần một điện cực tham chiếu rời để hình thành tế bào đo.

Tại sao phải sử dụng ISA khi đo bằng HI4101?

ISA có hai vai trò quan trọng: tạo môi trường kiềm để chuyển NH4+ thành NH3 và duy trì nền lực ion ổn định giữa dung dịch chuẩn với mẫu. Đây là bước quan trọng để phép đo bằng HI4101 có điều kiện hóa học phù hợp.

Màng cảm biến của Hanna HI4101 có thể thay thế không?

Có. Màng PTFE thấm khí của HI4101 có thể thay thế. Hanna cung cấp phụ kiện màng thay thế dành cho việc bảo trì đầu điện cực khi màng bị hư hỏng hoặc khả năng đáp ứng không còn đạt yêu cầu.

HI4101 kết nối với máy đo bằng loại đầu nối nào?

HI4101 sử dụng đầu nối BNC và có thể kết nối với máy đo ion hoặc máy pH/mV có ngõ BNC thích hợp. Máy đo cần có khả năng đọc điện thế mV hoặc chức năng ISE phù hợp với phương pháp phân tích.

HI4101 có cần cấp nguồn riêng không?

Không. HI4101 là điện cực thụ động, chỉ tạo và truyền tín hiệu điện thế tới máy đo. Không được cấp trực tiếp điện áp AC 110/230 V hoặc nguồn DC vào điện cực.

Những chất nào có thể ảnh hưởng đến phép đo HI4101?

Theo tài liệu hướng dẫn của Hanna, các tác nhân cần lưu ý gồm chất hoạt động bề mặt, chất làm ướt và amin dễ bay hơi. Chúng có thể tác động đến màng hoặc tạo ảnh hưởng lên đáp ứng của phép đo amoniac.

HI4101 thường được dùng trong những ứng dụng nào?

HI4101 được thiết kế cho phép xác định amoniac trong các dung dịch nước và được Hanna đề cập cho các ứng dụng như nước, nước thải, nông nghiệp, rượu vang và bia. Việc chuẩn bị mẫu cần được lựa chọn theo loại nền mẫu và phương pháp phân tích cụ thể.