Электрохимические анализаторы медицинского назначения

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Электрохимические анализаторы медицинского назначения

Содержание

2. Актуальность В современном мире всё сильнее наблюдается влияние научно-технического прогресса на все сферы нашей жизни. В
3. Цель работы: изучение принципов работы ЭХМИ и постановка демонстрационных лабораторных работ по теме «Электрохимические анализаторы медицинского
4. 1. Классификация электрохимических методов анализа Потенциометрия Кондуктометрия Вольтамперометрия (полярография) Кулонометрия электрохимическая ячейка 1 – раствор, 2,3
5. 1.1. Потенциометрия Принцип действия потенциометрических анализаторов основан на измерении потенциала электрода, размещенного в электролите, по которому
6. 1.3. Вольтамперометрия Принцип действия полярографии состоит в определении зависимости силы тока, который протекает между двумя электродами,
7. pH метр pH-009 (потенциометр) 2. Выбор моделей электрохимических анализаторов для демонстрации в учебной лаборатории Внешний вид
9. Кондуктометр Ap-2 1- измерительная электролитическая ячейка; 2 — электроды; 3 — терморезистор в чехле Электрохимическая ячейка
10. Глюкометр one touch UltraEasy (вольтамперметр) Внешний вид Тест полоски
11. Система электродов Зависимость тока через электрод от напряжения
12. 3. Лабораторные работы Демонстрация работы PH-метра Цель работы: измерение водородного показателя (рН) растворов при помощи потенциометрического
13. Демонстрация работы Кондуктометра Цель работы: ознакомиться с работой кондуктометра и закрепить теоретические знания студентов по разделу
14. Демонстрация работы глюкометра Цель работы: ознакомиться с глюкометром и закрепить теоретические знания по теме “Вольтамперометрия”. Содержание
15. В данной работе рассмотрены основные электрохимические методы исследования (ЭХМИ). Проведен краткий анализ рынка приборов медицинского назначения
16. Спасибо за внимание!
18. Ag│AgCl │HCl (0,1 M)│стеклнная мембрана│внешний раствор, ( рНвнешн, [H+]внешн) (5) Обозначим разность потенциалов между Ag и
19. Величина разности потенциалов в этом случае может быть выражена известным уравнением Нернста: DU2 = DU20 +
20. В общем случае, если жидкость является частью электрической цепи, то она ведет себя при определенных условиях
22. Скачать презентацию

Слайд 2

Актуальность
В современном мире всё сильнее наблюдается влияние научно-технического прогресса на все

сферы нашей жизни. В связи с этим возникает необходимость более точных и быстрых методов анализа различных веществ.
Точность
Быстрота
Ценовая политика

Слайд 3

Цель работы: изучение принципов работы ЭХМИ и постановка демонстрационных лабораторных работ

по теме «Электрохимические анализаторы медицинского назначения». Решаемые задачи: 1. Изучение электрохимических методов анализа веществ, используемых в лабораторной медицине. 2. Исследование рынка медицинской техники для лабораторного анализа и выбор различных моделей электрохимических анализаторов для демонстрации в учебной лаборатории. Изучение принципов действия выбранных моделей. 3. Разработка демонстрационных лабораторных работ на базе предложенных моделей электрохимических анализаторов и описаний к ним.

Слайд 4

1. Классификация электрохимических методов анализа
Потенциометрия
Кондуктометрия
Вольтамперометрия (полярография)
Кулонометрия
электрохимическая ячейка

1 – раствор, 2,3 – электроды.

Слайд 5

1.1. Потенциометрия
Принцип действия потенциометрических анализаторов основан на измерении потенциала электрода,

размещенного в электролите, по которому определяется концентрация исследуемого компонента анализируемой жидкой среды.

1.2. Кондуктометрия

Принцип действия кондуктометров состоит в измерении электрической проводимости (электропроводности) растворов электролитов, по которой определяется концентрация растворенных веществ.

Слайд 6

1.3. Вольтамперометрия
Принцип действия полярографии состоит в определении зависимости силы тока,

который протекает между двумя электродами, от напряжения, приложенного к электродам.

1.4. Кулонометрия

В работе кулонометрических анализаторов используется явление электролиза, описываемое законом Фарадея, в процессе которого информацию о концентрации определяемого компонента получают путем измерения количества электричества, израсходованного на электродную реакцию.

Слайд 7

pH метр pH-009 (потенциометр)
2. Выбор моделей электрохимических анализаторов для демонстрации в

учебной лаборатории

Внешний вид pH метра и
расходники

Система электродов

Слайд 8

Слайд 9

Кондуктометр Ap-2
1- измерительная электролитическая ячейка; 2 — электроды; 3 —

терморезистор в чехле

Электрохимическая ячейка
в составе электрического моста

Внешний вид

Слайд 10

Глюкометр one touch UltraEasy (вольтамперметр)
Внешний вид
Тест полоски

Слайд 11

Система электродов

Зависимость тока через электрод
от напряжения

Слайд 12

3. Лабораторные работы
Демонстрация работы PH-метра
Цель работы: измерение водородного показателя (рН) растворов

при помощи потенциометрического и колориметрического методов; определение величины буферной ёмкости буферного раствора и закрепление теоретического материала по теме “Потенциометрия”.
Содержание работы:
Сделать растворы кислотной( кофе) и щелочной( мыло) среды. Меняя соотношения вода/растворенное в-во измерить показатели pH прибором и индикаторной бумагой.
Сравнить показания и свести их в график.

Слайд 13

Демонстрация работы Кондуктометра
Цель работы: ознакомиться с работой кондуктометра и закрепить теоретические

знания студентов по разделу «кондуктометрия».
Содержание работы:
Приготовить два раствора разной концентрации растворенного вещества
Измерить проводимость и температуру, нагреть и повторно снять показания. Рассчитать температурный коэффициент и изобразить зависимость:

Слайд 14

Демонстрация работы глюкометра
Цель работы: ознакомиться с глюкометром и закрепить теоретические знания

по теме “Вольтамперометрия”.
Содержание работы:
Рассчитать теоретически и измерить концентрацию сахара 5% раствора глюкозы. Разбавить раствор водой 50/50 и повторить Расчет и измерения. Объяснить возможные причины расхождения результатов.

Слайд 15

В данной работе рассмотрены основные электрохимические методы исследования (ЭХМИ).
Проведен краткий

анализ рынка приборов медицинского назначения на основе ЭХМИ.
Проведена работа с иностранной литературой и патентами. Выявлены самые популярные из методов ЭХМИ и описаны на примере конкретных приборов.
Выбор приборов проведен на основе нескольких критериев:
- Стоимости прибора и сопутствующих расходных материалов
- Простоты использования
Срока службы
Разработаны ознакомительные лабораторные работы по теме “Электрохимические анализаторы” на основе изученных приборов.

Заключение

Слайд 16

Спасибо за внимание!

Слайд 17

Слайд 18

Ag│AgCl │HCl (0,1 M)│стеклнная мембрана│внешний раствор, ( рНвнешн, [H+]внешн) (5) Обозначим разность

потенциалов между Ag и AgCl DU1, между AgCl и HCl (0,1 M) DU2, между HCl (0,1 M) и внешним раствором DU3. Разность потенциалов между Ag и AgCl определяется равновесием, связанным с обменом на этой границе ионами Ag+. Дело в том, что, хотя хлорид серебра относится к полупроводникам n-типа, то есть основными носителями электричества в нем являются электроны, из-за особенностей кристаллической структуры солей серебра и свойств иона серебра подавляющая часть электрической проводимости обеспечивается подвижными ионами серебра, которые не находятся на правильных местах в кристалле (дефектами Френкеля) (неосновные носители). С другой стороны, металлическое серебро, это кристаллическое тело, где в узлах кристалла находятся ионы серебра, а между ними распределен электронный газ. Таким образом. ионы серебра присутствуют в достаточном количестве в обеих фазах и именно их быстрый межфазный обмен приводит к равновесию, которое обеспечивает стабильность DU1 при фиксированной температуре. Таким образом, DU1 является константой. Разность потенциалов между AgCl и HCl (0,1 M) определяется равновесием, связанным с обменом на этой границе ионами Cl-. В растворе устанавливается динамическое равновесие, определяемое произведением растворимости хлорида серебра. Сколько хлорида переходит в раствор, столько и выпадает из раствора соляной кислоты. Потенциалопределяющая реакция может быть записана следующим образом: Cl- в хлориде серебра ↔ Cl- в соляной кислоте (6)

Слайд 19

Величина разности потенциалов в этом случае может быть выражена известным уравнением

Нернста: DU2 = DU20 + (RT/F) ln ([Cl-]в хлориде серебра/[ Cl-]в соляной кислоте) (7) Здесь DU2 – разность потенциалов между хлоридом серебра и соляной кислотой при концентрации хлорида в кислоте 0,1 моль/л, DU20 – разность потенциалов между хлоридом серебра и соляной кислотой при концентрации хлорида в кислоте 1 моль/л (стандартная), R, T и F – соответственно универсальная газовая постоянная, абсолютная температура и число Фарадея. Поскольку действующая концентрация хлорида в хлориде серебра постоянна от природы, а в соляной кислоте постоянна за счет того, что трубка закрыта и не обменивается веществом с внешним пространством, значит постоянно и их отношение и логарифм отношения: DU2 = const. Остается только один компонент цепочки из последовательно соединенных электрохимических элементов DU3. Это разность потенциалов на стеклянной мембране. Материал мембраны выбирается таким образом, что это стекло пропускает ионы водорода и не пропускает других ионов. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что эта разность потенциалов определяется уравнением: DU3 = (RT/F) ln ([H+]внешн /[ H+]в соляной кислоте) (8) Строгой теории для объяснения этого факта до настоящего времени не существует, хотя и существует несколько объяснений. Логарифм отношения равен разности логарифмов: DU3 = (RT/F) ln ([H+]внешн ) - (RT/F) ln [ H+]в соляной кислоте) (9) Второе слагаемое в правой части уравнения (9) не зависит от состава внешнего раствора, поэтому мы можем считать его константой.

Слайд 20

В общем случае, если жидкость является частью электрической цепи, то она

ведет себя при определенных условиях как электрическое сопротивление, проводимость G которого определяется выражением
?=(1ρ)(??) , где ρ — удельное сопротивление; S и l — площадь сечения и длина проводника.
Величина, обратная удельному сопротивлению ?, называется удельной электрической проводимостью (или удельной электропроводностью):
σ=1/ρ ,
Единицей удельной электропроводности обычно служит 1 См/см = 102 См/м.
Удельная электропроводность разбавленного однокомпонентного раствора электролита определяется законом Кольрауша:
σ=Cн(μk+μа) ,
где μK и μа [мОм∙г−экв]— подвижности катионов и анионов соответственно;
Сн [г−эквм3]— эквивалентная концентрация растворенного вещества. Эквивалентная (нормальная) концентрация: отношение количества эквивалентов растворенного вещества ЭКВ к объему V раствора:
С=ЭКВV.
Эквивалент – это реальная или условная частица вещества, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалента (равна) одному иону водорода или в данной окислительно-восстановительной реакции – одному электрону.

Электрохимические анализаторы медицинского назначения

Содержание

АктуальностьВ современном мире всё сильнее наблюдается влияние научно-технического прогресса на все

Цель работы: изучение принципов работы ЭХМИ и постановка демонстрационных лабораторных работ

1. Классификация электрохимических методов анализа Потенциометрия Кондуктометрия Вольтамперометрия (полярография) Кулонометрияэлектрохимическая ячейка

1.1. Потенциометрия Принцип действия потенциометрических анализаторов основан на измерении потенциала электрода,

1.3. Вольтамперометрия Принцип действия полярографии состоит в определении зависимости силы тока,

pH метр pH-009 (потенциометр)2. Выбор моделей электрохимических анализаторов для демонстрации в

Кондуктометр Ap-2 1- измерительная электролитическая ячейка; 2 — электроды; 3 —

Глюкометр one touch UltraEasy (вольтамперметр)Внешний видТест полоски

Система электродов Зависимость тока через электродот напряжения

3. Лабораторные работыДемонстрация работы PH-метраЦель работы: измерение водородного показателя (рН) растворов

Демонстрация работы КондуктометраЦель работы: ознакомиться с работой кондуктометра и закрепить теоретические

Демонстрация работы глюкометраЦель работы: ознакомиться с глюкометром и закрепить теоретические знания

В данной работе рассмотрены основные электрохимические методы исследования (ЭХМИ). Проведен краткий