کلرسنج آزمایشگاهی چیست؟
کلرسنج آزمایشگاهی چیست؟
کلرسنج یک دستگاه است که برای اندازهگیری غلظت و میزان کلر در نمونه‌های مختلف مثل آب، خاک، هوا و... استفاده می‌شود. کلر یک عنصر شیمیایی است که در بسیاری از فرآیند‌های صنعتی، بهداشتی و زیست محیطی نقش مهم و حساسی دارد. برای مثال، کلر برای ضد عفونی آب شرب، تولید پلاستیک، سفید کردن پارچه، تولید شوک الکتریکی و... استفاده می‌شود. از طرف دیگر، کلر ممکن است به عنوان یک آلوده‌گر جدّی در محیط زیست باشد و روی سلامت انسان تأثیر منفی داشته باشد. برای مثال، کلر ممکن است باعث تخریب لایه اُزُن، تولید سموم شیمیائی، تحریك سیستم تنفسی و... شود. بنابراین، اندازهگیری دقیق و سریع غلظت کلر در نمونه‌های مختلف بسیار مهم و ضروری است. برای این منظور، از کلرسنجهای آزمایشگاهی استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها با استفاده از روش‌های شیمیایی، الکتروشیمیایی یا طیف سنجی، مقدار کلر را در نمونه‌های آب تعیین میکنند.
کاربردهای کلرسنج
کلرسنج در بسیاری از صنایع، آزمایشگاه‌ها و سایر بخش‌ها كاربرد دارد. بعضی از كاربرد‌های كلرسنج عبارتند از:
- كنترل كیفیت و كمیت آب شرب، فاضلاب، استخر‌ها، آبیاری و... در بخش‌های آب و فاضلاب، بهداشت عمومی، كشاورزی و...
- تعیین غلظت كلر در نمونه‌های خاك، گیاه، مواد غذایی و... در بخش‌های محیط زیست، كشاورزی، صنایع غذایی و...
- تعیین غلظت كلر در نمونه‌های هوا، دود، گاز و... در بخش‌های محیط زیست، صنعت، انرژی و...
- تعیین غلظت کلر در نمونه‌های بیولوژیکی مثل خون، ادرار، مایعات بدنی و... در بخش‌های پزشکی، دارویی، بیوتکنولوژی و...
ویژگیهای کلرسنج خوب
کلرسنج خوب باید دارای ویژگیهای زیر باشد:
- دقت: دقت یک کلرسنج نشان دهنده توانایی آن است که نتایج نزدیک به مقدار واقعی کلر را ارائه دهد. دقت یک کلرسنج به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله روش اندازهگیری، حالت نمونه، دما، فشار، pH و خطای اپراتور. برای افزایش دقت، باید روش مناسب را برای نوع نمونه انتخاب کرد، شرایط استاندارد را رعایت کرد و خطای اپراتور را به حداقل رساند.
- حساسیت: حساسیت یک کلرسنج نشان دهنده توانایی آن است که تغییرات کوچک در مقدار کلر را تشخیص دهد. حساسیت بالاتر به معنای قابلیت اندازهگیری بازه‌های کوچکتر‌تر است. حساسیت یک کلرسنج را معمولاً با اختلاف بین دو مقدار اندازهگیری شده متوالی در شرایط ثابت اندازهگیری مثل نور، دما و pH تعیین میکنند.
زمان پاسخ دهی: زمان پاسخ دهی یک کلرسنج نشان دهنده مدت زمان لازم برای اندازهگیری و نمایش مقدار کلر است. زمان پاسخ دهی یک کلرسنج به سرعت واکنش شیمیایی، سرعت پردازش سیگنال و سرعت نمایش داده‌ها بستگی دارد. برای کاهش زمان پاسخ دهی، باید روش اندازهگیری با سرعت بالا را انتخاب کرد، دستگاه با قدرت پردازش بالا را تهیه کرد واز نمایشگر با نرخ به روزرسانی بالا را استفاده کرد.
- دقت اندازهگیری: دقت اندازهگیری یک کلرسنج نشان دهنده توانایی آن برای ارائه نتایج یکسان با نمونه‌های مشابه است. دقت اندازهگیری یک کلرسنج به تکرارپذیری، همسانی و صحت آن بستگی دارد. تکرارپذیری به معنای تطابق نتایج برای نمونه‌های متعدد همانند در شرایط یکسان است. همسانی به معنای تطابق نتایج برای نمونه‌های همانند در شرایط مختلف است. صحت به معنای تطابق‌پذیری نتایج با مقدار استاندارد یا مرجع است. برای افزایش دقت اندازهگیری، باید کالیبراسیون منظم و صحیح را انجام داد، نمونه‌ها را به درستی آماده کرد و عوامل مزاحم را حذف یا کنترل کرد.
- قابلیت اطمینان: قابلیت اطمینان یک کلرسنج نشان دهنده توانایی آن است که در طول زمان و با استفاده مکرر، عملکرد مناسب و پایدار را حفظ کند. قابلیت اطمینان یک کلرسنج به طول عمر، خطای سامانه، خطای نصب و راه‌اندازی، خطای نگهداری و تعمیر و خطای عملکرد بستگی دارد. برای افزایش قابلیت اطمینان، باید دستگاه با کیفیت و استاندارد بالا را خریداری کرد، نصب و راه‌اندازی را با دقت و توسط متخصصین انجام داد، نگهداری و تعمیر را به صورت منظم و به موقع انجام داد و عملکرد را با استفاده از شاخص‌های مؤثر سنجید.
روش‌های شیمیایی یا الکتروشیمایی استفاده شده در کلرسنجها
کلرسنجهای آزمایشگاهی به دو دسته تقسیم می‌شوند: کلرسنجهای چشمی و کلرسنجهای الکترونیکی (دیجیتال). در کلرسنجهای چشمی، از روش رنگ سنجی استفاده می‌شود. در این روش، نوعی ماده معرف به نام DPD به نمونه آب حاوی کلر اضافه می‌شود و با تغییر رنگ نمونه، مقدار کلر با استفاده از چارت مشخص کلرسنج، تعین می‌شود. این روش ساده، سریع و ارزان است، اما دقت پائین، حساسیت كم است. روش شیمایی به كلورید‌های كم، pH و نور خورشید حساس است و این عوامل می‌توانند روی نتیجه تأثیر بگذارند.
در کلرسنجهای الکترونیكی، از روش الکتروشیمیائی استفاده می‌شود. در این روش، نمونه آب حاوی کلر متصل به یک سلول الکترولیتی و یک ولت متر می‌شود و با اندازهگیری جریان الکتریکی ایجاد شده، مقدار کلر تعین می‌شود. این روش با دقت بالا، حساسیت بالا است. روش الکتروشیمایی به كلورید‌های كم، pH و نور خورشید حساس نیست. همچنین از قابلیت اندازه-گیری همزمان كلر آزاد و تركیبی و قابلیت كالیبراسیون خودكار برخوردار است. اما قیمت بالا، نیاز به تعویض الكترود و محلول معرف و نگهداری مناسب، از عیب‌هایی است كه باید در نظر گرفت.
معیار مقایسه انواع کلرسنجهای آزمایشگاهی
برای انتخاب بهترین کلرسنج آزمایشگاهی، باید به چند پارامتر توجه کرد. این پارامتر‌ها عبارتند از:
- رنج اندازهگیری: این پارامتر، بستگی به مقدار کلر مورد نظر در نمونه آب دارد. بعضی کلرسنج ها رنج اندازه گیری کم 0( تا 3.5 ppm ) و بعضی رنج اندازه گیری بالا ( 0 تا 10 ppm ) دارند.
- دقت اندازهگیری: این پارامتر بستگی به نوع استاندارد و میزان خطای قابل قبول دارد. بعضی کلرسنجها دقت ۰. ۰۱ ppm و بعضی دقت ۰. ۱ ppm دارند.
- قابلیت اندازهگیری کلر آزاد، کلر ترکیبی و کلر کلی: این عامل بستگی به نوع کاربرد و نوع کلر مورد نظر دارد. بعضی کلرسنجها فقط قابلیت اندازهگیری کلر آزاد دارند و بعضی قابلیت اندازهگیری همه سه نوع کلر را دارند.
- قابلیت اندازهگیری pH و دما: این پارامتر، بستگی به نوع نمونه آب و تأثیر pH و دما بر روی کلرسنجی دارد. بعضی کلرسنجها فقط قابلیت اندازهگیری کلر دارند و بعضی قابلیت اندازهگیری pH و دما را هم دارند.
- قابلیت ذخیرهسازی داده‌ها: بعضی کلرسنجها فقط قابلیت نمایش لحظه‌ای داده‌های کلرسنجی را دارند و بعضی قابلیت ذخیرهسازی تعداد مشخصی از داده‌های کلرسنجی را دارند.
قابلیتهای اضافی کلرسنجهای آزمایشگاهی
برخی از کلرسنجهای آزمایشگاهی دارای قابلیتهای اضافی و امکانات خاص هستند که بهبود عملکرد و کاربرد آن‌ها را فراهم می‌کند. برخی از این قابلیت‌ها عبارتند از:
- ذخیرهسازی داده: بعضی از کلرسنجها قادر به ذخیرهسازی نتایج اندازه‌گیری‌های قبلی هستند که به کاربر امکان مقایسه و تحلیل داده‌ها را می‌دهد.
- اتصال به کامپیوتر: بعضی از کلرسنجها قادر به اتصال به کامپیوتر از طریق پورت‌های مختلف مانند USB، بلوتوث و غیره هستند که به کاربر امکان انتقال داده‌ها، نمایش تصاویر گرافیکی، چاپ و ذخیرهسازی داده‌ها را می‌دهد.
نتیجهگیری:
کلرسنج یک دستگاه است که برای اندازهگیری غلظت و میزان کلر است. اندازهگیری میزان کلر در صنایع مختلف اهمیت زیادی دارد. کاربردهای کلرسنج در آب و فاضلاب، مواد غذایی، داروسازی و ... است. ویژگیهای کلرسنج خوب نظیر دقت بالا، حساسیت بالا، زمان پاسخگویی مناسب و قابلیت اطمینان است. کلرسنجهای آزمایشگاهی به روش شیمایی و الکتروشیمایی کار میکنند. رنج اندازهگیری، قابلیت ذخیره داده و قابلیت اندازهگیری PH و دما از معیارهای مقایسه انواع کلرسنجها میباشند. برخی از کلرسنجها دارای قابلیتهای اضافهای مثل قابلیت اتصال به کامپیوتر یا قابلییت ذخیرهسازی داده را دارند.