Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов меди,никеля,кобальта или кадмия в растворах

 

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ МЕДИ, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА ИЛИ В РАСТВОРАХ, включающий матрицу и комплексонит в форме соли потенциалопределяющего иона, отличающийся тем, чт.о, с целью увеличения срока эксплу атации и повышения селективности, в кач-естве комплексонита используют целлюлозное волокно, содержащее химически связанные гидроксамовые группы в форме соли меди, никеля, кобальта или кадмия, а в качестве матрицы - поливинилхлорид и дибутилi фталат при следующем соотношении компонентов, мас.%: (Л Поливинилхлорид 12-20 Дибутилфталат38-60 Комплексонит Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,SU„„109 5

pe G 01 N 27/30 о, ; ц ),,е

t:.

"1 ъ

s Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н вто сномм свидетельству

Ь!Й Ь |с Й! ° Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3467394/18-25 (22) 08.07.82 (46) 07.06.84. Бюл. Р 21 (72) В.Н.Толмачев. H.Н.Орлова.

А.N.Âoëoâèê. Л.В.Мирошник и В.П.Чиненко (71) Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства и Харьковский государственный университет им. А.M.Ãoðüêoão (53) 531.135(088.8) (56) 1. Никольский Б.П. и Матерова E.À. Ионоселективные электроды .

Л., "Химия", 1980, с. 89-106.

2. Fungor EI. Havas ElectroP

chemi.cal behaveur of Тonite and

complexonites membrane electrodes, Acta С? 1ш1са Hung, 1966, т. 50, с. 77 (прототип). (54) (57) СОСТАВ МЕМБРАНЪ| ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АКТИВНОСТИ ИОНОВ МЕДИ, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА ИЛИ КАДАГИ?Я В PACTBOFAX, включающий матрицу и комплексонит в форме соли потенциалопределяющего иона, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока эксплу атации и повышения селективности, в качестве комплексонита используют целлюлозное волокно, содержащее химически связанные гидроксамовые группы в форме соли меди, никеля, кобальта или кадмия, а в качестве матрицы — поливинилхлорид и дибутилфталат при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Поливинилхлорид 12-20

Дибутилфталат 38-60

Комплексонит Остальное

1096556

Изобретение относится к методам физико-химического анализа и может быть испопьзовано при изготовлении мембранных электродов для анализов ионов меди, никеля, кобальта или кадмия в растворах.

Известны гетерогенные мембранные электроды, мембрана которых состоит из матрицы и электродноактивного вещества, в качестве которого применяются труднорастворимые низкомолекулярные соединения

К недостаткам таких электродов относится малый срок эксплуатации от двух-трех недель до одного-шести месяцев, из-за постепенного вымывания электродноактивного вещества, что ухудшает характеристики электродов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов меди:, никеля, кобальта или кадмия в растворах, включающий матрицу и комплексонит в форме соли потенциалопределяющего иона.

Известная мембрана на основе матрицы и комплексонита содержит активные группы иминодиуксусной кислоты пои следующих сОотнОшениях ингреди= ентов, мас.Е:

Матрица-силиконовый каучук 50

Комплексонит, содержащий группы иминодиукСУСНОЙ КИСЛОТЫ В ФОРМЕ соли потенциалопрелеляющего иона 50

Электропы с такими мембранами имеют, например„. цинковую или никеле вую электродные функции с наклоном, блиэ КИМ К ТЕОрЕ тнтЧЕ СКОМЪ (2829 мВ/pZn или p Ni),. в диапазоне концентрац:чй потенциалопрепеляюших ионов от il 10- до 1 10 моль/л (2).

K недостаткам таких электродов следует aгнeсти практически полное отсутствие селективности. Они теряют свою электродную функцию ь присутствии посторонних двухвалентных итэ1-:„ . :.

Целью изобретения является увел чение срока эксплуатации и повышение селективности мембраны.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электропя пля Опрелелеиип аКТИВНтЭСТИ ИтЭНтЭВ МАСТЬ: р ПИКЕЛЯ р ЕО баль та иэ и ""-адмия B pBcTBopах вклю

ЧаЮЩЕМ Эа .РРЭ-.ЬтУ H КОМПЛЕКСОНИт В форМЕ Сов. :: т.ОТЕНцИаЛООПрЕдЕЛяЮщЕГО

ИОН, Эт КаЧЕСТВЕ КОМПЛЕКСОНИта ИСПОЛЬ зую! ;целлюлозпое волокно, содержащее кимич: ск" связанные гидроксамовые группы в форме соли меди, никеля, Кобаслвта ИЛИ КаДМИЯ, а В КаЧЕСтВЕ матри)ты - пОливинилхлорид и Дибутил

1О фталат птэи следующих соотношениях помпон:=. íòîâ, мас,%:

Птоли в т.э ттпт.т:.Охлстрид 12-20 э и б;т титл т1эт алар. т 38-60

КОМПЛЕКСОНт;1 Остальное

15 Увеличение содержания комплексопита свыше 50% ухудшает механические свойства мембраны — не образуется прочн"-.;.;:, =-Ластичная, монолитная плегпса. I,. .ë енциал такой мембраны

20 или не у. Та» авливается совсем, или плохо воспроизводится.

Уменьшен:-.е содержания комплексита ниже 20% приводит к увеличению сопро. тивления мембраны и невозможности

25 измерения обычными приборами.

Увеличение содержания поливинилхлорива свыше 20% при одновременном уме.:!.; â€,íå;ÿè количества пибутилфталата у удшает воспроизводимость ц измерен.-:.: Потенциалы для одного и того >хе v,-!ñòвора с разным заполнением могу т отличаться более чем на I 0 м.. т .

Уменьшение содержания поливинилхлорида нэпе 12%. приводит к ухудшению каче:.Тва пленки аналогично увеличениа с.одержания комплексонита.

1э пр",--.Лах содержания ингредиентов мембраньтр электродные характеq(! ристики;:;- выбран практически не зави=ят от с:О.ттава мембраны.

При т .аленке мембраны с Ni-функ;"1чей, .,2 г поливинилхлорида растворяют прт: 50-60 С с 2 5 г циклогекса,,. НОНа ПРИ :тт;а ГЕЛЬНОМ ПЕРЕМЕЩИВаНИИ

А т до полого растворения. Затем добавляю;:. рб г дибутилфталата и

0,2 г ра-:.:ÿpòoãî в порошок комплексонита, насыщенного ионами никеля.

Смесь тщательно перемешивают до получепия одт".сэродной массы, не содержащей пузырьков =-оздуха. Смесь выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе.

Через 72 Образуется эластичная ,,„. пленочная мембрана толщиной 0.,5-0,7мм . т

Мембэраны с Сп-, СО, Cd- функциями пОлучают аналогичным способом.

Из готовой мембраны вьэрезатот диски

d: 12 мм и приклеивают раствором поли.

Солевая форма комплексонита

Содержание ингредиентов в мембране, мас.X

9, мВ/рх

Дибутилфталат Комплексонит

П олив ин илхлорид

С„12

32,4

31,7

35

31,8

° +2

29,0

50

29,8

60

28,7

Со+2

50

26,0

26,8

35

28,0

20

3 10965 винилхлорида в циклогексаноне к торцу поливинилхлоридной трубки. В корпус трубки заливают прнэлектродный раствор (0,1 М раствор хлорида соответствующего металла), электрод погружают в 0,1 И раствор хлорида соответствующего металла и вымачивают в течение суток. В качестве внутреннего контактного электрода применяют хлорсеребряный электрод. 10

Электродную функцию Ni-, Cu-, Сои Cd-мембран изучили путем измерения

ЭДС цепи: Ag, АВС1- внутренний раст.— вор- мембрана-исследуемый растворнасыщенный КС1-электрод сравнения.

Значения ЭДС измеряли с помощью иономера ЭВ-74, электрода сравнения

ЭВЛ-1МЗ.

Угловые коэффициенты калибровочных 0 кривых В мембран с различным содержанием ингредиентов в растворах хлоридов определяемых ионов металлов представлены в табл. 1

Как видно из табл. 1, мембраны имеют Cu†-,, Ni-, Со- или Cd- функцию в зависимости от солевой формы комплексонита. Поэтому на основе одного и того же комплексонита, варьируя солевую форму целлюлозного волокна, \ содержащего химически связанные гид, роксамовокислые группы можно приготовить электродноактивные мем-. браны с Cu, Ni-, Со- или Cdфункциями.

56 4

Электродная функция по каждому иону выполняется .в диапазоне концентраций 1-10 М соответствующих ионов с угловым коэффициентом 6, близким к теоретическому.

Оптимальным составом предлагаемых мембран выбран состав с наименьшим содержанием комплексонита: 20 мас.Е по сравнению с 50 мас.7. пля известного состава.

Предлагаемые мембраны в отличие от.известных сохраняют линейную электродную Функцию в пиапазоне концентраций 1-10<М в присутствии ряда посторонних ионов (табл. 2). Зависимость электродной функции от присут ствия ряда посторонних ионов представлена в табл. 2.

Изучение изменений потенциала Е и углового коэффициента во времени в диапазоне концентраций хлорипов потенциалоппепеляюших ионов 1-10 М (табл. 3) показывает, что электропные характеристики преплагаемых мембран обладают хорошей воспроиз- водимостью, колебания потенциала в течение 1 2 лет не превышает

+2-6 мБ. Колебания потенциала и углового коэффициента во времени, представлены в табл. 3.

Селективность и длительное сохранение электродной функции позволяет применять предлагаемые мембраны B отличие от известных, по крайней мере, в течение 1-2 лет.

Таблица

1096556

Продолжение табл.

Солевая форма комплексонита

9, мВ/рх

Поливинилхлорид дибутилфталат Комплексонит

50

27,4

35

27,0

20

28,6

Таблица2

Коэффициенты селективности K ,4/В

Основная электродная функция мембраны (А) Na+ Cu2 Ni + Co 2+ Са

001030031

0,02 0.6

Со

0,6

0 01 0,7 О,СЗ 0,07

Т а б л и ц а 3

Через 2 года

Через 6 мес.

После изготовления

Через 1 год

ЕО,MB

Е, мВ 8, мВ

Е, мВ 8, мВ е „в

Е,

59,4

31,8

61,2 32,7

59,8

3t „6

60,0

29,0

51,2

28,7

48,5

41,0

28,0

28,0

Со

298,2 28,6

280,0

28,0

Составитель Т. Дамешек

Релактор Г. Волкова Техреп T,Фанта Корректор М. Иароцщ

Заказ 3817/32 Тираж 823 Подписное

Солевая форма комплекI

Содержание ингредиентов в мембране, мас.7. посторонний ион (В) ) 1 I I

0011070105 Должны отсутствовать

0,01 0,3 1 0,07 0,05 Должны отсутствовать

59,2 29,7

41,9 27,8

283,2 28,8

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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