شناساگر ماده ای است که با تغییر شرایط محلول دچار تغییر قابل مشاهده ی مشخصی می شود. این تغییر می تواند تغییر رنگ، تشکیل رسوب، تشکیل حباب، تغییر دما یا کیفیت قابل اندازه گیری دیگری باشد. یکی از روش های شناسایی واکنش های شیمیایی و واکنش های فیزیکی، استفاده از شناساگرها است. نوع دیگری از شناساگرها، اشاره گر یا چراغ روی یک دستگاه یا ابزار است که ممکن است فشار، حجم، دما و غیره یا وضعیت یک دستگاه (مثلاً روشن شدن برق) را نشان دهد. شناساگرها کاربردهای مختلفی دارند و براساس عملکردشان به سه دسته تقسیم می شوند:
برای آشنایی با هر یک از این انواع شناساگرها آشنا بشوید، به ادامه این مقاله توجه کنید.
این شناساگرها بر اساس تغییرات فیزیکی قابل مشاهده مانند رنگ، بو، یا تغییرات فاز عمل می‌کنند. یکی از راه های کسب اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه های استریل کننده مثل اتوکلاو، استفاده از این شناساگرها است. یکی از انواع شناساگرهای فیزیکی، شناساگرهایی هستند که با تغییر دما، واکنش داده و تغییر رنگ می دهند. هر چیزی که درون دستگاه های اتوکلاو قرار بگیرد، اگر فرایند به خوبی انجام شده باشد، به صورت صد در صد از هرگونه آلودگی پاک می شود. یکی از انواع شناساگرهای فیزیکی که برای آشکارسازی صحیح بودن فرایند استریل درون اتوکلاو، استفاده می شود، چسب های اتوکلاو هستند که اگر دما تا حدود 121 تا 134 درجه سانتی گراد برای مدت 15-5 دقیقه (بسته به تناسب میان دما و زمان) باشد، روی این چسب ها یک سری علائمی ظاهر می شود، در صورتی که روی چسب علائمی ظاهر نشود یا علائم به طور کامل ایجاد نشده باشند، یعنی فرایند استریل دچار اختلال بوده است. این گونه شناساگرهای استریل معمولاً در مراکز درمانی مثل بیمارستان ها و مراکز بهداشتی و درمانی و حتی آزمایشگاه های زیستی و شیمیایی کاربرد دارند. در صورت نیاز به چسب اتوکلاو می توانید از طریق لینک زیر اقدام بفرمایید.
شناساگرهای زیستی شامل مولکول‌های زیستی مانند آنزیم‌ها، آنتی‌بادی‌ها، یا اسیدهای نوکلئیک هستند که برای شناسایی مواد خاص با واکنش‌های بیوشیمیایی استفاده میشوند.این شناساگرها لوله هایی هستند که حاوی باکتری های عامل عفونت های بیمارستانی هستند. این باکتری ها شامل اشرشیاکلی، سودوموناس و استافیلوکوکوس ارئوس است. یکی از کاربردهای این شناساگرها در تایید صلاحیت دستگاه اوتوکلاو به منظور فرایند استریل است، به این صورت که در پایان کار اوتوکلاو نباید باکتری زنده ای باقی بماند. در صورتی که در انتهای کار، باکتری ای زنده بماند یعنی فرایند استریل به صورت صحیح در اتوکلاو انجام نشده است. همچنین برای آشنایی یا خرید انواع اتوکلاوها می توانید از طریق لینک زیر اقدام کنید.
شناساگرهای شیمیایی موادی هستند که در حضور واکنش‌های شیمیایی، تغییرات شیمیایی ایجاد می‌کنند. این شناساگرها اغلب برای تعیین pH، تغییرات اکسایش-کاهش در محلول‌ها، تعیین یونهای فلزی و… استفاده میشوند.
شناساگرهای اسید-باز موادی هستند که در حضور اسید یا باز تغییر رنگ می‌دهند. این تغییر رنگ به دلیل تغییرات ساختاری در مولکول‌های شناساگر در حضور یونهای هیدروژن (+H) یا یونهای هیدروکسید (–OH) است. این شناساگرها معمولاً در محلول‌های آبی استفاده میشوند و به ما کمک می‌کنند تا اسیدی، بازی یا خنثی بودن محیط را به سادگی تشخیص دهیم.
pH در واقع معیاری از غلظت یون های هیدروژن است که برای نشان دادن ویژگی اسیدی، بازی یا خنثی بودن ماده مورد نظر استفاده میشود. شناساگرهای pH در واقع اسیدهای ضعیفی هستند که به عنوان رنگ طبیعی وجود دارند و غلظت یونهای هیدروژن را در محلول از طریق تغییر رنگ نشان می‌دهند.
لیتموس یکی از قدیمی‌ترین و معروف‌ترین شناساگرهای pH است. این ماده در محیط‌های اسیدی به رنگ قرمز و در محیط‌های بازی به رنگ آبی درمی‌آید. لیتموس در آزمایش‌های ساده و پایه‌ای بسیار کاربرد دارد و به طور گسترده در آموزش و آزمایشگاه‌های مدارس استفاده میشود.
فنول فتالئین یک شناساگر pH است که در محیط‌های اسیدی بی‌رنگ و در محیط‌های بازی به رنگ صورتی روشن درمی‌آید. این شناساگر به طور معمول در تیترهای اسید-باز استفاده میشود و به دلیل تغییر رنگ واضح، برای تعیین نقطه پایان تیتر بسیار مناسب است.
متیل اورنج در محیط‌های اسیدی به رنگ قرمز و در محیط‌های بازی به رنگ زرد درمی‌آید. این شناساگر به طور گسترده در تیترهای آبی-اسیدی استفاده میشود و به دلیل تغییر رنگ واضح، در تعیین pH محلول‌ها بسیار مفید است.
برمو تیمول بلو یک شناساگر pH است که در محیط‌های اسیدی به رنگ زرد و در محیط‌های بازی به رنگ آبی درمی‌آید. این شناساگر به طور معمول در تحقیقات زیستی و محیط‌های آبی استفاده میشود و به دلیل تغییر رنگ واضح، برای تعیین pH محیط‌های مختلف بسیار مناسب است.
یونیورسال ایندیکاتور یک مخلوط از چندین شناساگر است که در محدوده وسیعی از pH تغییر رنگ میدهد. این شناساگر می‌تواند pH محلول‌ها را در یک گستره وسیع از اسیدی تا بازی نشان دهد و به دلیل تغییر رنگ‌های متنوع، برای تعیین دقیق pH محلول‌ها بسیار مناسب است.
شکل 1: شاخص جهانی شناسایی pH براساس تغییر رنگ
برای اینکه دید کلی بهتری داشته باشید، می توانید جدول زیر را با دقت مشاهده بفرمایید:
جدول 1: انواع شاخص های شناسایی pH مواد
دو نوع شناساگر وجود دارد:
شناساگرهای pH بر اساس تغییرات ساختاری مولکول‌های خود در حضور یونهای هیدروژن (+H) یا یونهای هیدروکسید (–OH) عمل می‌کنند. این تغییرات ساختاری منجر به تغییر رنگ یا خصوصیات فیزیکی دیگری در شناساگرها میشود که به ما امکان میدهد تا pH محلول را به دقت تعیین کنیم.
HIn (aq) + H2O (l) ⇆ H3O+ (aq) + In– (aq)
HIn یک شناساگر اسیدی در فرم مولکولی بوده که در محلول با فرم یونی (–In) در تعادل میباشد. این تعادل با افزایش غلظت یون هیدرونیوم (+H3O)، تعادل در جهت کاهش مقدار آن، پیشرفت کرده و در صورت کاهش این یون نیز تعادل در جهت تولید بیشتر این یون عمل میکند.
بنابراین، در صورتی که یک شناساگر اسیدی که یک اسید ضعیف است را به یک محلول اسیدی اضافه کنیم، غلظت یون هیدرونیوم موجود در محیط افزایش پیدا میکند و تعادل به سمت چپ میرود. با برگشت تعادل به سمت چپ، فرم مولکولی اسید بیشتر تولید شده و بنابراین محلول به رنگ این مولکول در می‌آید. اگر این شناساگر به یک محلول قلیایی اضافه شود، یونهای هیدروکسید ترکیب قلیایی به یونهای هیدرونیوم حمله میکند و با مصرف این یون، مولکول های آب را تشکیل می دهند. به این ترتیب تعادل برای جبران یون های هیدرونیوم مصرف شده و به سمت راست باز می گردد. با برگشت تعادل به سمت راست، یون (–In) به میزان بیشتری تولید شده و رنگ محلول تغییر می یابد.
شناساگرهای ردوکس موادی هستند که در پاسخ به تغییرات در پتانسیل الکتروشیمیایی یک سیستم، تغییر رنگ یا خصوصیات فیزیکی دیگری را نشان می‌دهند. این تغییرات به دلیل انتقال الکترون‌ها بین مواد مختلف در واکنش‌های اکسایش-کاهش رخ میدهد. شناساگرهای ردوکس معمولاً در محیط‌های آبی استفاده میشوند و به ما امکان می‌دهند تا وضعیت اکسایش یا کاهش یک محلول را به سادگی تشخیص دهیم.
شناساگرهای ردوکس متنوعی وجود دارند که هر کدام برای محدوده خاصی از پتانسیل الکتروشیمیایی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:
شناساگرهای ردوکس بر اساس تغییرات در پتانسیل الکتروشیمیایی مواد عمل می‌کنند. در واکنش‌های اکسایش-کاهش، انتقال الکترون‌ها بین مواد مختلف منجر به تغییر وضعیت اکسایش و کاهش آنها میشود. شناساگرهای ردوکس با این تغییرات واکنش نشان داده و تغییر رنگ می‌دهند. به عنوان مثال، در واکنش اکسایش ید به یدید، شناساگر ردوکس نشاسته-ید تغییر رنگ به آبی تیره میدهد.
شناساگرهای کمپلکسومتری موادی هستند که در حضور یونهای فلزی تغییر رنگ می‌دهند. این شناساگرها با یونهای فلزی کمپلکس تشکیل می‌دهند و این تغییرات منجر به تغییر رنگ شناساگر میشود. این ویژگی به ما امکان میدهد تا یونهای فلزی را به دقت شناسایی کنیم.
شناساگرهای کمپلکسومتری متنوعی وجود دارند که هر کدام برای یونهای فلزی خاصی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:
شناساگرهای کمپلکسومتری بر اساس تشکیل کمپلکس با یونهای فلزی عمل می‌کنند. در واکنش‌های کمپلکسومتری، شناساگر با یون فلزی پیوند تشکیل میدهد و این پیوند منجر به تغییر رنگ شناساگر میشود. تغییر رنگ شناساگر به دلیل تغییر در ساختار الکترونی کمپلکس تشکیل شده است. این ویژگی به ما امکان میدهد تا حضور و غلظت یونهای فلزی را به دقت تعیین کنیم.
شناساگرهای رسوبی موادی هستند که در واکنش‌های شیمیایی منجر به تشکیل رسوب میشوند. این شناساگرها با یونهای خاصی واکنش داده و رسوبات جامدی تشکیل می‌دهند که به راحتی قابل مشاهده و اندازه‌گیری هستند. شناساگرهای رسوبی معمولاً برای تعیین غلظت و شناسایی یونهای فلزی و دیگر ترکیبات در محلول‌ها استفاده میشوند.
شناساگرهای رسوبی به انواع مختلفی تقسیم میشوند که هر یک برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از مهم‌ترین آنها اشاره می‌کنیم:
شناساگرهای رسوبی بر اساس تشکیل رسوبات جامد در حضور یونهای خاص عمل می‌کنند. در واکنش‌های رسوبی، شناساگر با یونهای موجود در محلول واکنش داده و ترکیبات جامدی تشکیل میدهد که به راحتی قابل مشاهده و اندازه‌گیری هستند. تغییر رنگ یا تشکیل رسوب در این واکنش‌ها به عنوان نشانه‌ای از حضور یونهای مورد نظر استفاده میشود. برای مثال برخی از واکنش های رایج رسوبی در شیمی تجزیه عبارتند از :
شناساگرهای فلورسنت موادی هستند که قادرند تحت تأثیر تابش نور با طول موج مشخص، نور فلورسانس تولید کنند. این ویژگی به دلیل وجود گروه‌های شیمیایی خاصی در ساختار مولکولی این شناساگرها است که قادر به جذب انرژی نور و انتشار آن به صورت نور مرئی هستند.
شناساگرهای فلورسنت به انواع مختلفی تقسیم میشوند که هر یک برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از مهم‌ترین انواع شناساگرهای فلورسنت اشاره می‌کنیم:
شناساگرها ابزارهای کاربردی در علوم و صنایع مختلف هستند که امکان تحلیل دقیق و سریع واکنش‌های شیمیایی و تعیین غلظت مواد مختلف را فراهم می‌کنند. هر شناساگر با توجه به شرایط و نیازهای خاص، دارای مزایا و معایب منحصربه‌فردی است و براساس این ویژگی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نگهداری مواد شیمیایی یکی از چالش های بزرگ در آزمایشگاه ها است. ظروف مختلفی در آزمایشگاه ها وجود دارند که از هرکدام آنها میتوان برای نگهداری مواد مختلفی استفاده کرد. در مقاله پیشرو شما را با این ظروف و کاربرد آنها در نگهداری هرکدام از مواد شیمیایی آشنا خواهیم کرد. ابتدا نگاهی به لیست ظروف […]
کلروفرم چیست؟ کلروفرم گازی بی‌رنگ با فرمول شیمیایی CHCL3 است. این ماده از استون و اتانول از طریق اثر پودر سفیدکننده کلر(هیپوکلریت کلسیم) تولید نمود. بخار آن سمی و اعتیاد‌اور است و تنفس طولانی آن کشنده است. در گذشته به عنوان بیهوش‌کننده (اولین بار در زایمان) مورد استفاده قرار می‌گرفت. کلوروفرم اولین بار توسط سه […]
کروماتوگرافی روشی برای جداسازی اجرای یک مایع یا گاز از یکدیگر است. در این روش معمولا ماده ای که قصد جداسازی آنرا داریم، از یک توری یا لوله عبور کرده و در طی این فرآیند، اجزای ماده، با توجه به سرعت های مختلف حرکتشان در محیط، جداسازی میشوند. در مقاله پیش رو به معرفی روش […]
طول یکی از کمیت هایی است که واحد های مختلفی دارد و تعداد زیادی از این واحد ها امروزه در نقاط مختلف جهان استفاده میشوند. مشکلی که در حال حاضر وجود دارد، این است که کشورهای مختلف واحدهای طولی متفاوتی را به رسمیت میشناسند. این تفاوت واحدهای طول در کشورهای مختلف، مشکلات زیادی را فراهم […]
