بصورة عامة، تكون الأقطاب الانتقائية للأيونات ملائمة إما لقياس الأيونات وإما لقياس الجزيئات⁽¹⁾. إذ إن التفاعلات الحاصلة في هذه الأقطاب تستند على تفاعلات الأكسدة والاختزال⁽²⁾. وإن هذه الاقطاب تطابق علاقة نيرنست ولكن بمرور الزمن تبتعد هذه العلاقة وتقل استجابتها وبذلك تصنف الاقطاب الانتقائية للأيونات بشكل عام الى ما يأتي⁽³⁾:

1-  الأقطاب ذات الأغشية السائلة:

يتكون غشاء هذا النوع من قرص صغير بشكل مادة كارهة للماء Hydrophobic filters إذ يحتوي بداخله على مادة مبادل أيوني سالبة أو موجبة أو متعادلة؛ والمبادل يمتاز بانه سائل بلزوجة وسعة تبادل عالية ويكون مذاب في مذيب عضوي ملائم لا يمزج مع الماء ⁽⁴⁾ مثل استعمال قطب الكالسيوم الانتقائي المعتمد على الفينومايسين كمبادل أيوني موجب لهذا الأيون⁽⁵⁾. وكذلك استعمل قطب المولبيدات الانتقائي ذو مبادل سالب المعتمد فــي عمله علـى غشاء يحتوي معقد الكوبلت مع البوروفيـن، إذ يعمل هـذا المعقد كمبـادل انيوني مـع ايون المولبيدات ⁽⁶⁾ MoO₄^-2. أما المبـادل المتـعادل فيكون عنـد استعمال قطـب المغنسيـوم الحاوي علـى Oligopadol, Monopedol كناقل متعادل للمغنيسيوم ⁽⁷⁾. إن من أهم الأقطاب السائلة هو قطب البوتاسيوم الحاوي على مادة  Volinomycinالمضاد الحيوي المعرف، والشكل (1-1) يبين تخطيطاً لعمل مثل هذه الأقطاب⁽⁸⁾ .

2-  الأقطاب ذات الأغشية الصلبة:

  تكون على نوعين الأول الأقطاب ذات الأغشية الصلبة المتجانسة والآخر الأقطاب ذات الأغشية الصلبة غير المتجانسة.

أ - الأقطاب ذات الأغشية الصلبة المتجانسة: وتكون على نوعين:-

1- الأقطاب ذات الأغشية الزجاجية:  إذ تستعمل هذه الأقطاب لتقدير ايونات عديدة ومن أهم الأقطاب هو قطب الزجاج الذي يستعمل لقياس تركيز ايونات الهيدروجين في المحلول حيث يحتوي على بصيلة من غشاء زجاجي حساس لأيونات الهيدروجين وقطب مرجع داخلي من الفضة -كلوريد الفضة  أو الكالوميل ⁽⁹⁾. إذ يتميأ الزجاج جزئياً مكوناً طبقة من سليكات الألمنيوم الحاوية على أيونات الصوديوم أو الكالسيوم، وإن سمك هذه الطبقة المتميئة يتراوح من (100-5) نانومتر لكي يتم التبادل ويكون طبقة ناضحة لأيون الهيدروجين  وعند تغير تركيب مكونات الغشاء الزجاجي سوف يؤثر ذلك على مدى استجابته لأيونات الهيدروجين، فمثلاً يمكن أن تصبح حساسة لأيونات موجبة أخرى مثل  NH₄⁺ , Na⁺, Li⁺, K⁺, Ag⁺.

2- الأقطاب ذات الأغشية غير الزجاجية: إذ يكون لها غشاء مكون من ملح أحادي البلورة مثل قطب الفلورايد الأحادي الذي يحتوي على بلورة احادية من فلوريد اللانثونيوم LaF₃ مغمور في فلوريد اليوربيوم EuF₃ ذات التوصيلية الكهربائية؛ حيث تظهر مدى استجابة تصل الى 10^-6 مول لتر أو قد يستعمل قطب متعدد البلورات مثل قطب الفضة الإنتقائي الذي يكون حساس لأيونات الفضة ويتكون الغشاء من ملح الكبريتيد الذي يكون إما لوحده وإما يصنع من مزج هاليد أو كبريتيد لآيون ثنائي مثل النحاس أو قد يكون القطب مكون من الهاليد لوحده⁽¹⁰⁾. كما ان هناك نوع يتكون من مزج أكثر من ملح لأيونات مختلفة مع كبريتيد الفضة. كما أن هناك أنواع من الأقطاب لبلورات ثلاثية ورباعية التكافؤ ⁽¹¹⁾. وتكون حساسة لكلا الأيونين الموجب والسالب في البلورة وهي إما بلورة واحدة وإما متعدد البلورات ⁽¹²⁾.

ب- الأقطاب ذات الأغشية الصلبة غير المتجانسة:تختلف هذه الأقطاب عن المتجانسة بكونها تكون حاوية على الملح شحيحة الذوبان مثل AgI، إذ يشكل غشاء ممزوج من مادة ساندة مقاومة للحرارة مثل المطاط السليكوني Silicon rubber  أو شمع البرافين أو Collodion أو البولي فنيل كلوريد^(14,13). إن الغشاء المعتمد على المطاط السليكوني يمتاز بخواصه الجيدة ؛ حيث يضاف اليه كبريتيد الفضة لزيادة التوصيلية ويكون مقاوماً للتآكل والخدش، وذا حساسية عالية وسريعة لتبادل الأيونات ⁽¹⁵⁾. وقد صنعت عدد من الأقطاب الحساسة لأيونات سالبة مثل PO₄^-3 , SO₄⁼, I^-, Br ^-, Cl ^– ، أما الأقطاب المحضرة من غشاء مكون من أحد أملئح الهاليدات فتكون حساسة للأيونات الموجبة⁽¹⁶⁾؛ التي تستعمل لأغراض تحليلية وطبية مختلفة .

3- الأقطاب الحساسة للغاز: وتتكون من غشاء بلاستيكي كاره للماء مسامي رقيق؛ إذ يكون الغاز أو الهواء منتشر خلال هذا الغشاء ويتأثر بالضغط الجزيئي للغازات ⁽¹⁷⁾. يعطي هذا الغشاء استجابة لبعض الغازات مثل NH₃ , SO₂ , CO₂ ومن أمثلة هذه الأقطاب هو القطب الإنتقائي لغاز CO₂ الذي يعتمد على تغيير الأس الهيدروجيني لمحلول الملئ الداخلي الناتج عند تماس أو نفوذ الغاز خلال مسافات الغشاء الذي يكون بتماس المحلول الداخلي ذا قيمة pH ثابتة تقاس بوساطة قطب الزجاج المغمور في الطبقة الرقيقة وإن تغيير الـ pH يشير الى كمية الـ CO₂  الداخلة وبحسب المعادلة الاتية:

  إن هذا القطب يسمى بالخلية الحساسة للغاز بدلاً من القطب الحساس للغاز وذلك لعدم  وجود اتصال مباشر بين المحلول الخارجي والقطبين . ويمكن توضيح ذلك من خلال المعادلة أدناه إذ تتوافر تجارياً أقطاب حساسة لغازات أخرى مثل NH₃, NO₂, SO₂ .

4- الأقطاب الأنزيمية:

وهي أقطاب مشابه في شكلها لأقطاب الحساسة للغازات، إذ إن الأنزيم يتفاعل مع المادة الأساس Substrate في النموذج الناتج الذي تحسسه بوجود القطب ⁽¹⁸⁾.

  ومن أهم هذه الأقطاب هو قطب اليوريا حيث يقيس تراكيز اليوريا بوجود انزيم ⁽¹⁹⁾ Urease.

  وبحسب المعادلة الآتية:

 حيث يغمر القطب في محلول اليوريا التي تنتشر في طبقة الجل الموجودة في الغشاء الحساس لليوريا أما الأنزيم فسوف يحلل اليوريا مكون أيونات  NH₄⁺  الذي يغيـر قيمة الجهد خلال زمن (60-30) ثانية ⁽²⁰⁾. وتعدّ هذه الأقطاب مهمة في المجالات الطبية ⁽²¹⁾ وفي الكيمياء الحياتية ⁽²²⁾.

5-  الأقطاب المايكروية:

 تستعمل هذه الأقطاب لقياس التراكيز الضئيلة جداً للأيونات داخل وخارج الخلايا بسهولة وهي تتكون من بُصيلة على شكل منتفخ زجاجي صغير يحوي على نواقل متعادلة ليخلق غشاء حساس لعديد من الأيونات ومنها أيونات البوتاسيوم والكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم كما في استعمال قطب مايكروي لتقدير الكالسيوم في الكلية ⁽²³⁾.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

1- R. L. Soky, Analytical Chemistry Acta, 62, (1990). P. 21.

2- G. Ekmekel & G. Somer, Analytical Sciences, 16, (2000). P.307.

3- T. A. Zadan, Ph. D. Thesis, Baghdad University (1996).

4- H. A. Strohel, Chemical  Instrumentation- Asystemic Approach to Instrumental Analysis, 2^nd edition, (1973). P. 658.

5- V. K. Cupta; S. Chandra; D. K. Chanham & R. Mengle,  Sensors, 2, (2002). P. 164.

6- W. Zhonc; L. Jenny  &U. Espichiger, Analytical Sciences, 16, (2000). P. 11.

7- Z. M. Al-Mosawy,M. SC. Thesis, Babylon University (2002).

8- D. Kuruaglu; E. Canel; S. Memon; M. Yilomoz and E. Kilic, Analytical Sciences, 19, (2003). P. 217.

9- P. L. Bailey, Analysis With Ion Selective Electodes, Heydon & Bons Ltd, (1976). P. 36, 48.

10- D. Midgleg, Analytical Chimca Acta, 87, (1976). P. 19.

11- C. Liteam; I. C. Popesco & V. Ciorivavche, Talanta, 19, (1972). P. 985.

12- J. Vesely; D. J. Tehsen & B. Nicholasen, Anal. Chem. Acta, 62, (1972). P.1.

13- A. Evans, Analytical Chemistry by open Learning, John Weily & INC., London, (1987). P. 148, 198.

14- G. A. Rechnitz & R. Aindurst, Ion Selective Electrode, National Bareau of Standard Special Publication No. 314, Washoington D. C., (1969).

15- J. Sah; J. W. Brawn; E. M. Buckley & A. J. Bandara, J. Matter Chem., 10, (2000). P.2627.

16- S. BAO & Nomara, Analytical Sciences, 18, (2002).P. 881.

17- R. Kataky, m. R. Bryce & B. Johnston, Analyst, 125, (2000). P.147.

18- J. Ruzicka & E. H. Hansam, Anal. Chemica. Acta, 69, (1975). P. 129.

19- S. Bacha; A. Beyel & M. Comto, Anal. Chem.,67, (1995).P. 1669.

20- G. D. Christian, Analytical Chemistry, 5^th edition, John Wiely and Sons, INC., New York, (1994).P.327, 333.

21- J. Wang, Anal. Chem., 67, (1995). P. 487.

22- S. S. Al-Ani,  Iraq. J. Chem., 26, (2000). P.3.

23- W. Cham; Y. Wangleng; T. Lia & R. Yuan, Anal. Lett, 30, (1997). P.45.