Способ получения мембраны ионоселективного электрода на калий

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА НА КАЛИЙ по реакции взаимодействия 12молибдофосфорной кислоты с солью калия в присутствии поливинилхлорида , отличающийся тем, что, с целью упрощения получения, процесс ведут при 150-200 С с давлением 14000-20000 атм, причем в качестве соли калия используют хлорид калия. (Л СХ) СП ;о

СОКИ СОВЕТСНИХ . СОЦКАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П 0 01 Я 27 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3502954/18-25 (22) 26.10.82 (46) 23.03.84. Бюл. р 11 (72) A.Ô.Æóêîâ, Н.П.Морозова, В.В.Краснощеков и Д.A.Êíÿçåâ (71) Московская. сельскохозяйственная академия им.К.A Тимирязева (53) 542.8(088.8) (56) 1. Лакшминараянайах H. Мембранные электроды. Л. "Химия", 1979, с. 198-206.

2. Кульба Ф.Я., Злотников Э.Г. и др. "Синтез и термогравиметрическое исследование солей кремнемолибденовой кислоты со щелочными и щелочноземельными элементами". -"Журнал неорганической химии", 17, 1972, Р 1, с. 189.

3. Морозова Н.П. и др. Использование электрода на основе молибдофосфата калия для определения калия в питательных растворах.-"Иэв.Тимирязевской сельскохозяйственной акад.", 1983, вып. Е, с. 135 (прототип).

„„Su„„l 081519 A (54 ) (57 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ MEMBPAHbl

ДЛЯ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА HA

КАЛИЙ по реакции взаимодействия 12молибдофосфорной кислоты с солью калия в присутствии поливинилхлорида, отличающийся тем, что, с целью упрощения получения, процесс ведут при 150-200 С с давлением 14000-20000 атм, причем в качестве соли калия используют хлорид калия.

1081519

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к пюямомч потенциометойческому методч количественного определения ионов калия с использованием индикаторного мембранного ионоселективного электрода, .позволяющего осуществлять контроль содержания ионов калия в растворах.

Известны конселективные калиевые электроды с мембраной на основе биологически активных веществ Г1). 10

Недостатками данных электродов являются сложность их в изготовлении и дороговизна.

Известны мембраны ионоселективных калиевых электродов на основе калий- 15 ной соли 12-молибдофосфорной кислоты, .Процесс получения мембраны на ее основе состоит иэ двух этеповг получение труднорастворимой соли гетерополикислоты и отверждение этой соли.

Известный способ синтеза солей гетерополикислот щелочных элементов основан на кипячении фосфатов с

10-кратным избытком Мо03 и эквивалентным количеством гидроокиси калия в течение 6 ч с последующим охлаждением раствора и его фильтрацией.

Затем фильтрат упаривают на водяной бане на 1/8 от первоначального объема и кристаллизуют соль в сушильном шкафу при 40-45 С (2 .

Недостаток данного способа заключается в черезвычайной длительности и сложности получения этой соли за счет многостадийности. 35

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения мембраны для .ионоселективного электрода на калий по

Реакции взаимодействия 12-молибдо- 4О фосфорной кислоты с солью калия в присутствии поливинилхлорида (3), Калиевую соль гетерополикислоты смешивают с карбонатом калия в концентрированном или разбавленном 45 растворах. Образующиеся растворы отличаются большой вязкостью, соль медленно отстаивается и медленно фильтруется. После промывания осадка и высушивания выход не превышает

97%. Полученную калиевую соль 12-мо.либдофосфориой кислоты с целью получения мембраны смешивают с 10%ным поливинилхлоридом в циклогексаноне (1:1) по массе и тщательно растворяют. Полученную смесь выли- 55 вают в чашку Петри.: После испарения циклогексанона иэ пленки вырезают диски, которые затем приклеивают к корпусам электродов.

Недостатком известного способа g) получения мембраны из калиевой соли 12-молибдофосфорной кислоты является длительность процесса, составляющая 20-30 ч . так как получение ведут в несколько стадий: растворение 5

12-молибдофосфорной кислоты, осаждение ее калиевой соли, фильтрация, промывки и, наконец, отверждение.

Целью изобретения является упрощение получения мембраны.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения мембраны для ионоселективного электрода на калий по реакции взаимодействия 12-молибдофосфорной кислоты с солью калия в присутствии поливинилхлорида, процесс ведут при 150-200 С и давлении 14000-20000 атм, причем в качестве соли калия используют хлорид калия.

Предлагаемый способ получения мембраны заключается в проведении одностадийного процесса получения мембраны из калиевой соли 12-молибдофосфорной кислоты, которую берут в количестве 1,0-1,1 моля на 3 моля хлорида калия и 1 моль поливинилхлорида.

Способ позволяет получить процесс в одну стадию в течение 30 мин при выходе продукта 100%.

При понижении температуры ниже

140 С мембрана постепенно разрушается в процессе работы за счет постепенного вымывания хлорида калия и дает менее стабильные результаты.

При повышении температуры выше

200 С также происходит разрушение мембраны, но уже за счет разложения калиевой соли гетерополикислоты.

Проведение процесса при давлении ниже 14000 атм приводит к увеличению длительности цроцесса. При

5000 атм 100%-.ный выход достигается в течение 5 ч, 10000 атм - 2 ч., 15000 атм . — 1 ч. Повышение давления выше 20000 атм не приводит к сокращению длительности синтеза.

В табл. 1 даны результаты синтеза мембраны на основе калийной соли

12-молибдофосфорной кислоты при различных давлениях.

В табл. 2 даны результаты синтеза мембраны на основе калиевой соли

12-молибдофосфорной кислоты при различных температурах.

Пример 1. Для приготовления исходной шихты тщательно смешивают

2,16 r 12-молибдофосфорной кислоты, 0,22 r хлорида калия и 0,8 r поливинилхлорида. Затем смесь помещают в контейнер высокого давления, где создают высокое давление 15000 атм и поддерживают температуру 150-200 С.

Шихту выдерживают при укаэанных условиях 30 мин. Выход 1,96 r (100%).

II р и м е р 2. Для приготовления исходной шихты тщательно смешивают

4,32 r 12-молибдофосфорной кислоты, 0,44 г хлорида калия и 1,6 г поливи нилхлорида. ПРиготовленную смесь

1081519 помещают в контейнер высокого давления, где создают давление 20000 атм и поддерживают температуру 150-200 С. о

Шихту выдерживают при указанных условиях 30 мин. Выход 3,90 r (100%).

Пример 3. Для приготовления 5 исходной шихты тщательно смешивают

0,48 г 12-молибдофосфорной кислоты и 0,66 г хлорида калия, 0,2 r поливинилхлорида. Приготовленную смесь помещают в контейнер высокого дав ления, где создают давление 25000 атм и поддерживают температуру 150-200 С. о

Соотношение исходных компонентовр моль

Давление, Выход, Длительность атм % процесса, ч

100

0,5

0,003

0,003

0,5

100

100

0,003

0,5

100

0,5

0 i 003

0,003

0 i 003

0,5

100

0,5

100

0,003

1,0

100

0,003

2,0

100

0,001 0,003

5,0

100

5000

0,001

0iО03

3000

8i0

Таблица 2

Соотношение исходных компо- Давление Темпера- Выход %

t о I ° нентов, моль атм тура, С

О, 003

0,003

15000

0,001

0,001

О, 001

130

140

0,003

100

150

0i003 0i001

0,003 0,001

160

100

170

100

0,003

0i003

О, 001 .0, 001

190

100

100

200

ВНИИПИ Заказ 1539/38

Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4. 0i001 0,001

0,001

0,001

0,001

0 001

0,001

0,001

0,001

0,001

0iОО1

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001, 0,001 .

0i001

0,001

0i001

0i001

0i001

0,001 Шихту выдерживают при указанных условиях 30 мин. Выход 5,85 г (100 1.

Предлагаемое изобретение позволя-. ет осуществлять непрерывный контроль за содержанием ионов калия в питательных растворах для выращивания высоких растений в длительных космических полетах и имитаторе конденсата топливных элементов, являющихся рдним из основных источников получения питьевой воды в замкнутых экологических системах.

Таблица 1

20000.

15000.

10000