ความเสถียรของสารมาตรฐานนำไฟฟ้าที่ระดับต่ำ (Stable Low Level Conductivity Standards)

           

 

            การวัดค่าการนำไฟฟ้าที่มีระดับต่ำมีการใช้อย่างกว้างขวางในหลายอุตสาหกรรม เช่น การผลิตไฟฟ้า อุตสาหกรรมยา และการผลิตสารกึ่งตัวนำ เป็นต้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการวัดในตัวอย่างที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย สำหรับการวัดค่าการนำไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับการอ่านค่าการนำไฟฟ้าเป็นหลัก จึงมีความจำเป็นที่นักวิเคราะห์ไม่เพียงต้องสามารถวัดค่าการนำไฟฟ้าที่ถูกต้องเท่านั้น แต่ต้องสามารถพิสูจน์ความถูกต้องของค่าเหล่านั้นได้อีกด้วย

            สารมาตรฐานการนำไฟฟ้าค่าวัดระดับต่ำที่มีคุณภาพสูงจึงเป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับการควบคุมคุณภาพ และกระบวนการตรวจสอบ โดยมีหลักเกณฑ์ของการเลือกสารมาตรฐานดังต่อไปนี้

  • มีความแม่นยำในการตรวจวัดการนำไฟฟ้า
  • สามารถสอบกลับไปสู่สารมาตรฐานปฐมภูมิได้
  • มีความเข้ากันได้ระหว่างสารละลายกับสารตัวอย่าง (ส่วนใหญ่เป็นสารที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย)
  • มีความเสถียร
  • หาซื้อได้ง่าย

            เพื่อที่จะแก้ปัญหาความไม่เสถียรของสารมาตรฐานการนำไฟฟ้าที่ค่าวัดระดับต่ำซึ่งเกิดจากการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ  ผู้ผลิตหลายรายได้ทำการนำสารมาตรฐานนำไฟฟ้าบรรจุในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น Propanol (โพรพานอล) หรือ Glycerol (กลีเซอรอล) ซึ่งสารมาตรฐานเหล่านี้ต้องมีการควบคุมอุณหภูมิระหว่างการใช้งานเป็นอย่างมาก เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิของการผันแปรต่ออุณหภูมิสูง และอาจจะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของเมทริกซ์ได้อีกด้วย (เมทริกซ์ คือ องค์ประกอบอื่นๆที่อยู่ในตัวอย่างที่สนใจแต่ไม่ใช่สารที่สนใจ) ดังนั้นการใช้สารมาตรฐานนำไฟฟ้าได้ในระดับต่ำและมีน้ำเป็นตัวทำละลายจึงเป็นที่นิยมมากกว่า แต่อย่างไรก็ตามสารมาตรฐานเหล่านี้ยังไม่เป็นที่แพร่หลายในเชิงพาณิชย์มากนัก

            Gingerella และ Jacanin ได้ศึกษาความเสถียรของสารมาตรฐานการนำไฟฟ้าที่ค่าวัดระดับต่ำจากหลายๆบริษัทผู้ผลิตและพบว่าประสิทธิภาพในด้านความเสถียรของสารไม่สอดคล้องกับที่ผู้ผลิตกล่าวอ้าง พวกเขาจึงออกมาทำการเรียกร้องให้ผู้ผลิตทำการพิสูจน์ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เพื่อให้สอดคล้องกับรายละเอียดคุณลักษณะและวันหมดอายุตามที่ได้กล่าวอ้างไว้ นอกจากนั้นยังเรียกร้องให้มีการทบทวนเกี่ยวกับรายละเอียดคุณลักษณะ (ถ้าจำเป็น) และให้นำผลิตภัณฑ์ออกจากท้องตลาดอีกด้วย

            Reagecon (แบรนด์ รีเอเจคอน)  ได้ทำการศึกษาผลความเสถียรของสารมาตรฐานการนำไฟฟ้าที่มีน้ำเป็นตัวทำละลายครอบคลุมช่วงการนำไฟฟ้า ตั้งแต่ 1.3 ถึง 500,000 µS/cm โดยมีการใช้นวัตกรรมการผลิตและการออกแบบเพื่อแก้ปัญหาค่าการนำไฟฟ้าของสารมาตรฐานที่ได้รับผลกระทบจากการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ  งานวิจัยนี้ได้กล่าวถึงการศึกษาผลของสารมาตรฐานที่มีค่าการนำไฟฟ้าระดับต่ำ คือ 1.3 และ 5 µS/cm ผลของการศึกษานี้แก้ไขข้อกังวลของ Gingerella และ Jacanin โดยแสดงให้เห็นว่าสารมาตรฐานการนำไฟฟ้าที่ผลิตโดย Reagecon มีคุณสมบัติสอดคล้องกับหลักเกณฑ์ของการเลือกสารมาตรฐานการนำไฟฟ้าที่ค่าระดับต่ำดังที่กล่าวไว้ข้างต้น  ในงานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาผลของปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อความเสถียรของการนำไฟฟ้าของสาร ซึ่งได้แก่

  • ช่องว่างเหนือสารตัวอย่างภายในขวดบรรจุสาร (Head-space in the bottle)
  • อุณหภูมิในการเก็บสาร
  • ชนิดวัสดุของขวดเก็บสาร