Способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде

 

СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОГРАММОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ИОНОВ СЕРЕБРА В ВОДЕ,заключающийся в измерении потенциала индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла в анализируемых и калибровочных растворах, о т л и ча.ющийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций ионов серебра, повышения чувствительности и воспроизводимости определения, в оба раствора вводят гидроокись кальция в количестве 8+1 мг/л. 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 G 01 N 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3374826/18-25 (22) 29.12.81 (46) 23.03„84. Бюл. Р 11 (72) В.Г. Деркасова, В.К. Дюпин и A.À. Миронова (71) Томский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 543.257(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 630576, кл. G 01 N 27/00, 1977.

2. Электрод стеклянный лабораторный ЭСЛ-51-07. Технический паспорт.

Гомельский ЗИП, 1979 (прототип) .

„„SU„„.I 08153 7 A (54 ) (57) СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГ(ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОГРАММОВЫХ ЩНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ СЕРЕБРА В ВОДЕ, заключающийся в измерении потенциала индикаторногб электрода из алюмосили" катного стекла в анализируемых и калибровочных растворах, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций ионов серебра, повышения чувствительности и воспроиз водимости определения, в оба раствора вводят гидроокись кальция в количестве

8+1 мг/л.

1081517

Изобретение относится к способам определения физико-химических свойств веществ в водной среде и может быть использовано для анализа растворов при производстве полупроводников, в сборных водах, в технологии получения различных иэделий из серебра, его соединений и сплавов.

Известен потенциометрический способ непрерывного автоматического контроля концентрации различных ионов, в котором использован ионоселективный электрод, содержащий поликристаллическую мембрану на основе халькогенидов и металлический контакт. Определяемая концентрация находится в интервале 1 моль/л

10 моль/л (1 J.

Однако известный способ обладает невысокой точностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде, заключающийся в измерении потенциала индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла в анализируемых и калибровочных растворах (2 1.

Недостатком известного способа является низкая чувствительность стеклянного ионоселективного электрода, с его помощью можно определять концентрацию ионов серебра не менее 1080 мкг/л (5,0 ед. рА ).

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концентраций ионов серебра и повышение чувствительности и воспроизводимости определения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде, заключающемуся в измерении потенциала индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла в анализируемых и калибровочных растворах, в оба раствора вводят гидроокись кальция в количестве 8*1 мг/л.

Определение концентрации ионов серебра проводилось прямым потенциометрическим способом, в котором использован концентрационный элемент: внутренний полуэлемент стеклянного электрода, внутренний раствор стеклянного электрода, мембрана стеклянного электрода, исследуемый раствор, электролитический ключ с 10%-ным

Са(МО ), электролитический ключ с насыщенным КС1, электрод сравнения

АС, АСС1.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка содержит стеклянный электрод 1 ЭСЛ-51-07, электрические ключи 2 двойного солевого моста, емкость З,.заполненную 10%-ным раствором Са(МОз), емкость 4, заполненную исследуемым раствором, емкость

5, заполненную 10%-ным раствором

Ca(N+) емкость б, заполненную насыщеннйм раствором КС1, электролитический ключ 7, заполненный насыщенным раствором КС1, вторичный прибор 8, мешалку 9, магнит 10.

Приготавливалась серия калибровоч10 ных растворов с заданными значениями концентраций ионов серебра, в каждый из которых вводилось различное количество фонового электролита. После этого многократно измерялся потенциал электрода на установке с двоичным солевым мостом. Полученные данные обрабатывались математически. Для доказательства существенности предлагаемых в изобретении признаков в качестве фонового электролита применялись растворы гидроокисей натрия, калия, бария и кальция.

Исходным для приготовления калибровочных растворов является раствор азотнокислого серебра с концентрацией 1000 мкг/л, который приготавливался из 0 001 н. раствора

А О, В свою очередь, 0,001 н раствор AqN О приготавливался из навески А МО с последующим титриметри30 ческим (по методу Мора ) определением концентрации ионов серебра. Калибровочные растворы и растворы гидрооки сей готовили сь с приме не ни ем ди стиллированной воды, из которой предва35 рительно был удален СО . Удаление

СО> производилось длительным (2-3 ч) кийячением дистиллированной воды с последующим охлаждением воды в емкостях, закрытых стеклянными труб

4р ками, заполненными аскаритом.

Насыщенные растворы Ca(OH )2 и

Ва(ОН) приготавливались растворением

2 г/л Са(ОН )2 или Ва(ОН)2 в дистиллированной воде без СО с последующей выдержкой Са(ОН ) с осадком в течение 1 сут., после чего раствор отфильтровывался. После приготовления серии калибровочных растворов с добавкой растворов гидроокисей

50 натрия, калия, бария H кальция производилась градуировка электрода

ЭСЛ-51-07 на предлагаемой установке, Для этого последовательно каждым из калибровочных растворов заполнялась емкость 4, электрод выдерживался в данном растворе 2 мин (показания ,вторичного прибора при этом не записывались, раствор выливался ). 3aтем снова этим же раствором заполнялась емкость 4, после чего записы60 вались показания электрода через

2 мин и 5 мин с момента второго заполнения. По такой же методике производилось измерение потенциала электрода в каждом из последующих растворов, причем измерения осуществлялись

1081517 с 10%-ным раствором Ca(NO>} имеет наибольшую чувствительность и наилучшую воспроизводимость показаний (табл. эксперимент 10).

Таким образом, предлагаемый способ повышает чувствительность индикаторного электрода и расширяет диапазон измерения серебряного электрода иэ алюмосиликатного стекла в область малых значений концентрации

10 ионов серебра до 8,0 ед.pAq.

Предложенный способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций серебра в воде представляет большой практический интерес, так как может быть использован в ряде отраслей науки и техники, где требуется определение микроконцентраций серебра.

Разработана инструкция прямого потенциометрического определения микроконцентраций серебра с использованиемвыпускаемого отечественной промышленностью индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла (типа

ЭСЛ-51-07) и подтверждена достоверность предложенного способа на стан. дартных и производственных растворах различного типа для диапазона до 8,0 ед.рАС.

Число Показа- Чувствиизмере- ния при- тельний бора, ность, мВ мВ

Концентрация серебра, мкг/л рА

Условия эксперимен.та

Эксперимент

12 мг/л NaOH

14 75+3

14 45+3

14 32+3

14 2513

4,0

1080

108

6,0

7,0

/50

8,0

1080

8 мг/л МаОН

14 80+4

5 0 (20 мл/л 0,01N йаОН) 10

14 50+3

6,0

108

14 40+3

14 35+4

7,0

5/45

8,0

17 мг/л КОН

-4+3

-25+2

-41+4

-69+4

14

5,6

270 (30 мл/л 0,01K КОН ) 16

6,0

108

6,3

28

7,0

12/77

-81+3

8,0 от большей концентрации к меньшей, По полученным данным строилась градуировочная характеристика электрода в координатах м — рА или м — мкг/л.

Для проведения анализа в мерную колбу на 200 мп добавлялся раствор гидроокиси кальция, после чего объем доводится до метки анализируемой водой. Емкость 4 заполнялась анализируемой пробой и производилось измерение потенциала электрода по методике, которая описана для калибровочных растворов. По графику с градуировочной характеристикой значение потенциала переводилось в концентрацию (мкг/л J. Время анализа при настроенной аппаратуре и снятой градуировочной характеристике не более

5 мин. Погрешность единичного определения не более 10Ъ.

В таблице даны зависимость и воспроизводимость показаний чувствительности А — селективного электрода от условий эксперимента.

Индикаторный электрод из алюмосиликатного стекла в водной среде с добавкой гидроокиси кальция в количестве 8 мг/л и применении промежуточного электролитического ключа (30 мл/л 0,01N NaOH) 1081517

Концентрация серебра, мкг/л рАф

Число Покаэаиэмере- ния приний бора, мВ

Эксперимент

8 мг/л КОН

1080

5,0

108

6,0

7,0

14

8,0

18/68

5,0

1080

23 40т8

23 52+9 12

23 25+10 27

23 5+9 30/69

108

6,0

7,0

8,0

8 мг/л Ba(OH)>

1080

15 б 0+8 9

° 15 51+10 2 k

15 30+20 40

5,0

108

6,0

7,0

15 10+10 /70

8,0

17

7,0 23

8,0 23

19/56

6,33 20 -53+4 19

6,63 20

-72+7 46

8,0

20 -118+10 /65

1 0 80

5,0

108

6,0

7,0

45/135

8,0

50 6,3 23

25 ° 6,63 23

-1+4

-21+4

-52+4

-70+4

59+6

-79+6

-9 6+6

-115+8

15+4

Ф

-30+6

-75+4

-120+6

Чувствительность мВ

Лродспжение таблицы

Условия эксперимента (14 мл/л 0,018 . КОН) 1 5 мг/л В а (OH ) 7,5 мл/л раствора с концентрацией

2 г/л Ва(ОН ) 4 мл/л раствора с концентрацией

2 г/л Ва(ОН )

24 мг/л Са(ОН ) 15 мл/л насыщенного

Са(ОН )Z

16 мг/л Са(OH ) (10 мл/л насьпценного Са(ОН ) ) 10 мг/л Са(ОН)

6 мл/л насыщенного Ca(OH}

1081517

Продолжение таблицы

Условия эксперимента

Эксперимент

6 мг/л Са(ОН) 1080

10+2

48

5,0

5 мл/л насыщенногоСа (ОН )

108

34

6,0

34

7,0

/144

8,0

6 мг/л Са(ОН ) 1080

5,0

108

3,8 мл/л насыщенного Са(ОН )2

6,0

30 -60+5

30 -100+5 40/120

7,0

8,0

5,73 14 41+11

1,6 мг/л Са (ОН ) 200

14 26 10

100

1 мл/л насыщенного

Са (ОН )

50

34/65

8,0

Составитель О. Алексеева

Редактор Л. Гратилло Техред Т.Фанта Корректор A. Тяско

Заказ 1539/38 . Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Концентрация серебра, мкг/л pAg

6,03

6,33

Число Показаизмере-. ния приний бора, мВ

-38+2

-86т2

-134+2

30 20+5

30 -20+5

10+11

-24+16

Чувствительность мВ