Мембрана ионоселективного электрода для определения нитрит- иона

 

. ЖМБРАНА ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНШ НИТРИТИОНА , содержащая жидкостный ионооб , :.;: . менник в нитритной форме и органическую добавку, растворенные в нитробензоле , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стабильности и точности определения нитрит-иона в сложных солевых растворах, в качестве ншдкостного ионообменншса используют комплекс палладия (П) с 2,2 -дискси-5-метилазобенЭОЛОМ,, тет.рафенилфосфонием и нитрит-ионом, а в качестве органической добавки амид каприновой кислоты при следующих количествах компонентов, мг; Комплекс палогадия 50-80 Амид каприновой кислоты31,5-5Q 5 4 Нитробензол1210-1940

„„SU „„10503бЗ Al

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ

РЕСПУБЛИК (51) G 01 N 27/333

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙК А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рат-иона.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемой мембране является

1 мембрана ионоселективного электрода для определения нитрит-иона, содержащая жидкостный ионообменник в нитритной форме и органическую добавку.

В качестве жидкостного ионообменника используется ионный ассоциат метил(21) 3383346/25 (22) 26.01.82 (46) 15,05.92.. Бюл. Р 18 (71) Институт геохимии и аналитичее-. кой химии им. В.И.Вернадского (72) А.Е.Качановский, В.H.Måâ÷åíêî и В.В.Дунина (56) Фундзинанга Т., Окадзаки С., и Хара Х. Одновременное определение нитрата и нитрита с помощью ионоселективных электродов. Полярография, 1979, т. 25, Р 1-6,52, Авторское свидетельство СССР

В 3245994/25, G кл. N Oi 27/30, 1981. (54)(57) МЕМБРАНА ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО

ЭЛЕКТРОДА ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИтРИТИОНА, содержащая жидкостный ионооб—

Изобретение относится к области :аналитической химии и может быть использовако предприятиями химической и пищевой промышленности, в практике научных исследований. Нитритион широко встречается в почвах и химической технологии. Знание его концентрации (активности) в сложных солевых растворах часто необходимо при проведении ряда. технологических процессов. Однако в ряде случае при использовании ионоселективных элект-, родов, не отличающихся избирательным взаимодействием в фазе мембраны, не достигается селективность по отношению к нитрату, который обычно сопутствуют нитрит-иону.

Известна жидкостная ионоселектив ная мембрана электрода,дпя определе2 менник в нитритной форме и органическую добавку, растворенные в нптробензоле, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности и точности определения нитрит-иона в сложных солевых растворах, в качестве жидкостного ионообменника используют комплекс палладин (Л) с 2,21 -диокси-5-метипазобензолом,, тетрафенилфосфонием и нитрит-ионом, I а в качестве органической добавки— амид каприновой кислоты при следуюцих количествах компонентов, мг:

Комплекс палпадия 50-80

Амид каприновой кислоты 31,5-50,4

Нитробензол 1210-1940 ния нитрит-иона..Мембрана состоит из 0,1 М раствора метилтриоктиламмоний нитрита в деканоле с добавкой до

207. п-трет-октилфенола. Однако такой электрод не обладает достаточной селективностью к нитрат-иону, в присутствии часто сопутствующего ему нит0363

0,04М ИаС1

Исследуемый раствор

1МКС1, AgC1

А801, 1М КС1

Мембрана

0,04М ИаМО

105 трикаприламмоний нитрита. (1-0,5) ° 1(Г М, растворенный в нитробензоле с органической добавкой, в качестве которой используется (1-0.,5) 10 M äåöèëàìè3 на и (2-1) 10 М и комплекс Pd(II) с 2,2 -диокси-5-метилазобензолом.

Эта мембрана характеризуется достаточной селективностью,но угол наклона электродной функции и воспроиэводимость у нее довольно низки, что затрудняет ее использование для прямого потенциометрического определения нитрит-ионов, Цель изобретения — повышение стабильности и точности определения нитрит-иона-в сложных солевйх растворах, .при сохранении селективности к нитрит-иону.

Посгавленная цель достигается тем, что в мембране ионоселективного электрода, содержащей жидкостный ионообменник в нитритной форме и органическую добавку, растворенные в нитро" бензоле, в качестве жидкостного ионообменника используют комплекс паллаI дия (П) с 2,2 -диокси-5-метилазобензолом, тетрафенилфосфонием и нитритионом, а в качестве органической добавки амид каприновой кислоты, при этом используют следующие количества компонентов, мг:

Комплекс палладия 50-80

Амид каприновой кислоты 31,5-50,4

Нитробензол 1210-1940

Жидкостную мембрану получают путем растворения 50-80 мг комплекса Pd(II) с 2,2 -диокси-5-метилазобензолом, l тетрафенипАосАонием и нитрит-ионом .в 1-1,б мл нитробензола, предварительно насыщенного амидом каприновой кислоты, который повышает стабильность работы электрода (количество взятого амида каприновой кислоты соответствует 31,5 мг/мл).

На чертеже представлен; график, иллюстрирующий зависимость ЭДС от концентрации.

Конструктивно электрод состоит из капролонового корпуса с мембраной из пористого тефлона, пропитанной ннтробензольным раствором. Внутрь корпуса помещают раствор сравнения

Электродноактивный комплекс Рд (11) синтезируют по следующей методике.

К 2 мл солянокислого раствора палладия (II) (10 мг/мл) прибавляют раствор 2,2 -диокси-5-метилазобензо1» ла (40 мг) в ацетоне (4 мл) и кипятят 20-30 мин. Затем прибавляют насыщенный водный раствор NaHCOq pplB нейтра1р,лизации соляной кислоты, приливают

2 mr 5 N NaNO< и раствор тетраАениифосфоний хлорида (50 мг) в бензоле., Образовавшийся комплекс храснр-малинового цвета переходит B бензольный раствор. Органическую фазу отделяют, фильтруют и очищают от примесей органических веществ на хроматографической колонке,- заполненной силикагелем. При использовании в качестве

Я элюента хлороформа удаляют избыток

2,2 -диокси-5-метилазобензола : oct тавшийся на старте комплекс палладия (ХХ) элюируют ацетоном. Элюат упаривают и высушенный комплекс применяют

23 для приготовления мембраны. Дпя реге.нерации палладия использованную колонку промывают водноацетоновым раствором аммиака.

3ф Состав приготовленных жидкостных мембран приведен в табл. 1.

Как видно из табл. 1 тангенс угла наклона электродной функции максимален при концентрации комплекса

51-80 мг/мл. Концентрации органической добавки в мембране должны быть как можно выше, В мембране предлага« гается использовать насыщенные раст« воры, что дополнительно облегчает приготовление этих мембран. Приготовить растворы комппекса с концентрацией больше 80 мг/мл не удается, а растворы с концентрацией менее 50 мг/мл .,показывают уменьшение угла наклона электродной функции.

Для снятия электродных характеристик применялась гальваническая цепь:

55 и внутренний электрод сравнени

В качестве внешнего и внутреннего электродов сравнения используют стандартные проточные хлорсеребряные электроды ЭВЛ-1М3 Гомельского завода

5 10503 измерительной техники. Чтобы предотвратить смешивания раствора из элект" рода сравнения и прилегающего к органической фазе внутреннего раствора,. применяют пробку из фипьтровапьной бумаги. .Перед работой электрод уравновешивают выдерживанием в течение часа в 10 или 10 M раствора NaNOz;

Значения ЭДС измеряют цифровым потенциалом ОРИОН 810А, входное сопротивление 10 ом . Линейная зависимость

13

ЭДС от концентрации (активности ) со-. блюдалась в интервале 10 -10 М "

ИаНО с электродным наклоном 47 мВ/р.

NO (фиг. 1). После работы в концент- . рированных растворах в нелинейной области происходит сдвиг калибровочной кривой. При работе в интервале 10Г - 20

f,2.

1О М NaNO2 воспроизводимость элект.родной функции «+2 мВ, причем за 8 ч работы сдвига калибровочной кривой не наблюдается. Время жизни мембраны не менее 1 недели. Оценка селектив- 25 ности проводилась в чистых О, 1 М растворах натриевых солей соответствующих анионов. Дпя расчета применялось уран,нение Никольского

Ро

Р 1

Eo + vip(dM0 + KN0 dx) 30

Таблица 1

Состав жидкостных мембран

Комплекс

Ы (II) 39 51 63

1

31,5 31,5 31,5

1210 1210 1210 йод каприн. к-ты

17,1

1210

31,5 50,4

1210 1940

35,4 31,5 41,0

1350 1210, 1560, Цнтробенаол ь!

Электродный наклон ИВ/р .но

47 47" 47 47 " 47 47

45 47 где Ео- — постоянная величина;

v - тангенс угла наклона эпектроднои функции

Ро

К И0 х — константа сепективностн.

Для данного электрода получен следующий ряд сепективности:

С!04 > NOz з Br > С1 > NO> ) Б0163 6

РсЖ

Константь селективности Кмо, С !04 =

К " NO" = 10-"- 10-"3". ™

НОВ 5

Необходимо отметить, что роданидион выводит мембрану из строя, а константа селективности для сульфат-иона очень мала.

Предлагаемая мембрана для ионоселективного электрода обладает высокой сепективностью к нитрит-иону и достаточной стабильностью потенциала. Тангенс угла наклона электродной функции ранен 47 мВ/р NO< а в известном электроде эта цифра составляла 30 мВ/р

NO . Более того, по полученным характеристикам предложенного электрода можно сделать вывод о том, что он позволяет работать гораздо точнее .известного. Это позволяет измерять .концентрацию (активно ;ть) нитрит=иона

l в сложных солевых растворах прямо потенциометрией.

Метод прост в осуществлении и эксирессен, не требует сложной аппаратуры, В качестве объекта сравнения взят

ИСЭ прототип, когорый в настоящее время проходит лабораторные испьггания. Сравнительные характеристики приведены в табл. 2. Там же проведено сравнение с ИСЭ, описанным в качестве аналогов.

Из приведеннь1х в табл. 2 данных видно улучшение воспроизводимости

5 и увеличение тангенса угла наклона электродной характеристики ° Кроме того представленные в графике данные показывают заметное повышение точности работы предлагаемого электрода. бб 76 76,7 80 80

1050363

Таблица 2

Сравнительные характеристики нитридных электродов

Константы селективности

Источник

ЯО С10 С1

10. -10 10

10 10 100

2 10

Предлагаемый

0,3

0,7

+100

Составитель

Редактор О.Филиппова Техред N,Иоргентал

Корректор С,Шекмар мм

° 1

«

Заказ 2437 Тираж Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

Линейный интервал )NO J

10-3 2 10-3Я

10-з

10 -10

Тангенс угла наклона электродной характеристики, мВ jpNO< . оспроизодимость

«+мВ (2( 1J