Состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов
СОСТАВ MEtffiPAHU ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕ РЕНАТ-ИОНОВ, содержащий электродноактивное i вещество и органический раЬтворитель, отличающийс я тем, что, с целью расширенияь диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличения срока службы мембраны, в качестве электрОдноактивного вецества использован трёхъядерный стеарат хрома (III) при следующем соотношении компонентов , мае.%: Трёхъядерный стеарат хрома (TII)0,5-4,0 i Органический растворитель 96,0-99,5 СЛ С -боа
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) 0 01 )(27/30
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Органический растворитель
9бк0"99к5
Е, 8
700 бО
-20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3557908/18-25 (22) 23.02.83 (4б ) 23. 02. 84. Бюл. )) 7 (72 ) Х.М. Якубов, M. M, Мансуров, Г.Л. Семенова и А.A. Пендин (71 ) Таджикский государственный университет им. В.И. Ленина и ЛГУ им. A.A. Жпанова (53) 531.135(088.8) (56) 1. Голубева В.Н.; Филетова Т.А.
Селективный Re04"электрод с жидким ионообменником.-"Электрохимия", 1974, т. 10, вып. 7, с. 1123.
2. Заринский В.А., Шпигун Л.К., Петрухина О.M.. Трепалкина В.М. Разработка и исследование электрода, селективного к перренат-иону.—
"Журнал аналитической химии", 1976, т. 31, вып. б, с. 1191 (прототип).
Ю (54 ) (57 ) СОСТАВ МЕИБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПЕРРЕНАТ-ИОНОВ, содержащий электродноактивное . вещество и органический ра1творитель, о т л и ч à ю щ и и с я тем, что, с целью расширения, диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличения срока службы мембраны, в качестве электрддноактивного вещества использован трехъядерный стеарат хрома (III) при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Трехьядерный стеарат хрома (III) 0,5-4,0
1 0751 36 (E) в которую включен электрод с мембраной предложенного состава, от логарифма активности перрената аммония (a> NII eO@ ); на фиг. 2 характеристика влияния рН. водных растворов с постоянной концентрацией перрената аммония на ЭДС гальванического элемента; на фиг, 3 характеристика влияния мешающих ионов на ЭДС гальванического элемента.
Электродноактивное вещество получают следукщим образом.
В колбу, снабженную обратным холодильником, помещают 5 r нитрата хрома (III), добавляют 50 мл органического растворителя диоксан и нагревают в течение часа при 65-70 С. Заб тем в колбу вводят 10,65 г стеариновой кислоты и продолжают нагревать в течение 8-10 ч. После концентрирования и охлаждения выпавший осадок отфильтровывают, промывают горячей водой, этиловым спиртом и высушивают.
Ниже приведены данные элементного анализа синтезированного соединенияе Для Cr О (С>у Н35 СОО )6 (Н<О )> /1ЧРф
Найдено, Ъ: С 65,34; Н 10,73;
Ме 7,40.
Вычислено, О: С 65 26; Н 10,88;
Ме 7,85.
Трехъядерность и состав полученного соединения подтверждена методами электронной, ИК-, и ЭПРспектроскопии, магнитной восприимчивости.
Х(идкостная мембрана изготовляется путем растворения навески электродноактивного вещества 0,5-4,0 в
99,5-96,0 г органического растворителя (децилового спирта). Полученный раствор приводят в контакт с
0,1 М водном раствором NH ReOq в течение 24 ч при комнатной температуре для придания мембране НеО -функ. ции. За указанное время осуществляется практически полная замена аниона NO íà Бе04.
Жидкостной перренатный ионоселективный электрод конструктивно выполнен в форме, применяемой для ионоселективных электродов с жидкостной мембраной.
В данном случае использована трехкамерная электродная ячейка, в которой жидкостной ионообменник разделяет два водных раствора перрената аммония. В качестве электродов сравнения использованы хлорсеребряные электроды ЭВЛ-1-3 M.
Электродные свойства исследовали при помощи гальванического элеменTct
Трехъядерный стеарат хрома (I II ) 0,5-4,0
Растворитель 96,0-99,5
На фиг. 1 представлена зависимость ЭДС гальванического элемента
-AglAgC1, КС1 I МН, ReОд1>Мембран
0,01 M
NH ReO4I КС1, AgC1 Ag
Изобретение относится и областй физико-химического анализа, в частности.к определению содержания перренат-ионов в растворах, промышленных водах, технологических процессах, а также к созданию ионоселективных электродов с перренатной функцией.
Известен состав мембраны ионоселективного электрода, предназначенного для определения перренатионов, в котором в качестве электродно-активного вещества.используют перренат тетраоктиламмония, а в качестве растворителя — нитробензол (lj 15
Наиболее близким к предложенному по технической сущности является состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренатионов, содержащий электродноактив- 20 ное вещество и органический растворитель.
В качестве электродно-активного вещества известного состава использован перренат тетрафениларсония, растворителем служит бензол, хлороформ, дихлорэтан, нитробензол (2J .
Недостатками известных мембран являются невозможность определения
1 концентрации перренат-ионов в раство- 0 рах, превышающих 0,1 М, химическая нестойкость применяемых электродноактивных веществ, а также нестабильность измерений в процессе дли тельной эксплуатации электродов 35 (потенциал электродов для растворов перрената одной и той же концентрации в течение 10 сут изменяется на «10 мВ.
Срок службы ReO -электрода с четвертичными фосфониевыми основаниями в качестве электродноактивных веществ составляет один месяц.
Целью изобретения -является расширение диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличение срока службы мембраны.
Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов, содержащем 50 электродноактивное вещество и органический растворитель, в качестве электродноакти вн ого вещества использован трехъядерный стеарат хрома (III ) при следующем соотношении 55 компонентов, вес.Ъ:
1 075136
1. Стеарат хрома
1,0 вес.Ъ
99,0 вес. Ъ
Растворитель
2,0 вес.Ъ
2. Стеарат хрома.
98,0 вес. Ъ
4,0 вес.Ъ
96,0 вес.Ъ
Раствори тель
3. Стеарат хрома
Растворитель
В табл. 1 представлена зависимость
ЭДС гальванического элемента от логарифма активности перрената аммония при различном процентном составе электродноактивного вещества в мембране.
При изменении содержания электродноактивного вещества от 0,5 до 4,0Ъ электрод сохраняет линейную функцию 45
s интервале С и Нл р ц =О, 25-3, 0 ° 1(Г М наклоном 59 мВ. Время установЛения авновесного значения ЭДС для мемран, содержащих 1,0; 2,0 и 4,0 вес. электродноактивного вещества состав- 50 ляет 0,5-1,5 мин.
Пример 1. Растворяют
0,5 вес.Ъ электродноактивного вещества — стеарат хрома в 99,5 r децилового спирта. Полученный раст вор приводят в контакт с 0,1 M водны>л раствором NHyРеО4 в течение 24 ч при комнатной температуре для придания мембране Re04 -функ-ции °
Результаты опытов (фиг. 1, табл. 1), показывают, что зависимость ЭДС гальванического элемента от логарифма активности перренатионов при О, 5Ъ-ном содержании элек" тродноактивного вещества в мембране имеет прямолинейный вид в пре- 15 делах концентрации NEE Re04 0,253 10 М с наклоном, соответствующим уравнению Нернста (59 мВ при 25ОCj .
Коэффициенты активности для NEE4ReOy рассчитывают по уравнению Дэвиса. 70
При уменьшении концентрации перрената аммония ниже 3 10 4 М наблюдалтся отклонения от прямолинейной зависимости. Время установления равновесного значения ЭДС в разбавленных 25 растворах составляет.10-15 мин.
Аналогично получают составы мембран для следующих ингредиентов:
Увеличение содержания злектродно. активного вещества в мембране выше
4,0Ъ ограничено растворимостью стеарата хрома (III). Снижение концентрации электродноактивного вещества менее 0,5Ъ для яидкофазного электрода нежелательно ввиду нестабильности измерений в разбавленных растворах перрената аммония.
Оптимальный состав -жидкостной мембраны 1,0-2,0 вес.Ъ раствора стеарата хрома (III).
Измерения, проведенные в растворах с постоянной концентрацией
ИН 0,4-9,5. Время жизни электродов с оптимальным содержанием компонентов мембраны, находящейся в контакте со стандартным раствором ИНлйеОл, более года. Измерения, проведенные на протяжении 10 мес показывают. хорошую сходимость. В табл. 2 показано влияние вре-. мени на электродные свойства мембраны, {Концентрация стеарата хрома в мембране равна 2,0Ъ.) На фиг. 3 и в табл. 3 представлены данные по селективности разработанного электрода, полученные по методу смешанных растворов при измерении ЭДС гальванического элемента в растворах с постоянной концентрацией мешающих ионов, равной 0,1 М, и переменной концентрацией перренатионов. (Концентрация стеарата хрома в мембране равна 2,0Ъ) ° Преимущества предложенного состава мембран по сравнению с известным заключается в расширении интервала определения концентрации ВеО4-ионов до 0,25 r-ион/л, доступности исходных реагентов для синтеза электродноактивного вещества, а такжЕ в долговечности мембраны. 1075136 Таблица 1 1g активность пер рената ам мония -zgQ4 Ф NH Re0 Активность перрената аммония а NH Be04 концентрация перрената аммония N+Re0qM Стеарат хрома (4,0%) Растворитель (96,0%) Стеарат хрома (2я 0% ) Растворитель (98,0%) Стеарат хрома (1,0 ) Растворитель (99,0%) Стеарат хрома (0,5% ) Растворитель (99,5%) - 78 -78 -77 0,179 7,73 10 4,08 ° 10 2, 54 ° 10 0,25 -57 -57 0 1 -40 --39 0,05 з,о ° 10 -28 -28 -27 9,0 10 1,0 ° 10 3, 0 ° 10" 3 1 о. 10-3 3,0 10 2,8 10 +29 +29 +29 +29 9,65 ° 10 2, 94 10 ф 9,89 10 +54 +54 +55 +79 +78 +79 +82 +82 +81 +81 ЗДС гальванического элемента, мВ СNH Re04 К дата измерения 04. 03. 82 20. 07. 82 22. 10. 82 23 0,03 24 0,02 + 4 + 3 0,01 + 18 + 19 0,005 0,003 0,001 0,005 + 31 + 30 + 56 + 56 + 67 + 67 + 67 0,747 1,112 1,390 1, 595 2,046 2, 550 3,015 3, 530 4,005 Состав мембраны, вес.% ЭДС гальванического элемента, мВ Таблица 2 «F ь 1075136 Таблица ЭДС галвванического элемента, МВ Иешакщие ионы +18 +42 +34 -55 -68 -39 +зо +26 -55 -68 +31 +16 +35 -56 »69 N03 -зо -зо -зо -30 -55 -69 +41 -39 +60 -55 -39 -55 -68 CRe04 . С мешаю- 2:1 щего иона 1:2 0,836 1,112 1,39 2,046 2,27 2,68 3,0 Е(ив) 0104 Концентрация Н ре04, Ъ 1:10 1:20 1:50 1:100 1075136 Составитель Г. Дамешек Редактор Т. Кугрышева Техред Т.Иаточка Корректор A. Тяско .Заказ 489/Зб Тираж 823 Подписное BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5 Ф Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
