Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия

 

СОСТАВ МЕНБРАНЫ .ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ЦЕЗИЯ, включающий мембраноактивное вещество и органический растворитель , отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и расширения диапазона определяемых концентраций, в качестве мембраноактивного вещества используют цезиевую соль. 1,4,7,lO,13,21,24,27октаокса-18 ,30-диазациклотрнаконтан-14 ,17,31-34-тетрона, а в качестве органического растворителя - г -дихлорбензол при следукнцем соотношении компонентов, мас.%: Цезиевая соль 1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18 ,30-диазо циклотриаконтан-14 ,17,31,34-тетрон 0,05-12,50 п-Дихлорбензол Остальное Ocs

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИЦЮ, РЕСПУБЛИН за С 01 и 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,, Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1га

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619598/24-.25 (22) 11.07.83 (46) 15.11.84. Бюл..й 42 (72) В.Н. Голубев, С.А. Верхотурова, Н.Г. Лукьяненко, А.В. Богатский, В.А. Шапкин, Н.Ю. Назарова и З.А. Черноткач (71) Физико-химический институт

АН УССР (53) 531. 135 (088. 8) (56) 1. Лакшминарайанайах Н. Мембранные электроды. Л., "Химия", 1979, с. 187-188.

2. Авторское свидетельство СССР

647594, кл. G 01 N 27/30, 1979 (прототип).,SU„„1124215 A (54)(57) СОСТАВ МЕИБРАНЫ .ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИОНОВ ЦЕЗИЯ, включающий мембракоактивное вещество и органический растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и расширения диапазона определяемых концентраций, в качестве мембраноактивного вещества используют цезиевую соль 1,4,7, 10, 13,21,24,27октаокса-18,30-диазациклотриаконтан-14,17,31-34-тетрона, а в качестве органического растворителя - n -дихлорбензол при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Цезиевая соль

1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18,30-диазоциклотриаконтан-14,17,31,34-тетрон 0,05-12,50 и -Дихлорбензол Остальное

1 11242

Изобретение относится к Ьизикохимическому анализу и предназначено для потенциометрического анализа активности ионов цезия в водных растворах как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Известен состав мембраны ионоселективного электрода на ион цезия, в котором мембрана приготовлена из осадков молибдофосфата цезия (1 ). 10

Электрод с таким составом мембраны имеет наклон калибровочного графика 24,5 мВ/РО при 25 С, что позволяет использовать его для измерения цезия в растворах только по методу стандартных добавок, т.е. для прямого потенциометрического анализа он не пригоден.

Наиболее близок к предлагаемому состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия, включающий мембраноактивное ве,щество и органический растворитель.

Известный состав индикаторной мембраны ионселективных электродов для определения ионов К, NH<, Cs вклю+ + + чает соль тетрафенилбората, дибутилфталат и макроциклический комплексон2,3, 1 1, 12-дибензо-1,4,7, 10, 13, 16гексаоксациклооктафела-2,11-диен (2).

Недостаток электрода с таким составом жидкой мембраны †. сложность приготовления мембраны. Кроме того, электрод недостаточно чувствителен киону цезия, особенио,иафоне ионов.: калия и аммония, что не позволяет использовать этот электрод для определения ионов в присутствии сравнимых количеств ионов NH и К, а также

+ + имеет недостаточный диапазон опреде40 ленных консентраций и высокое 10 Ом электрическое сопротивление, что не всегда позволяет применять отечественные рН-милливольтметры типа рН-121.

Цель изобретения — повышение селективности и расширение диапазона

45 определяемых концентраций. !

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембран 1 ионоселективного электрода для определения ионов 0 цезия, включающем мембраноактивное вещество и органический растворитель, в качестве мембраноактивного вещества используют цеэиевую соль

1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18,30- 5 диазациклотриаконтан-14,17,31,34-тетрона, а в качестве органического растворителя — n --дихлорбензол при

15 следующих соотношениях компонентов, мас.7.:

Цезиевая соль . 1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18,30-диазациклотриаконтан-14,17,31,34-тетрона 0,05-12,50 -Дихлорбензол Остальное

На чертеже представлена калибровочная кривая ионоселективного электрода для определения ионов цезия на основе мембраны предлагаемого состава.

Электрод с таким составом жидкой мембраны характеризуется высокой селективностью к ионам Cs . Экспериментально найденный ряд избирательности цезиевого электроЕ,а имеет вид:

Cs >РЬ )К >NH+>Na >Ca +

Кроме того, этот электрод имеет высокую стабильность электродного потенциала во времени (дрейф потенциала составляет +1-2 мВ в сут и работает в области концентраций ионов цезия (0,5-2).10 моль/л в интервал ле рН 1-8.

Крутизна калибровочного графика составляет 54,5+О,1 мВ.

Верхний предел концентрационного диапазона мембраноактивного вещест-. ,ва жидкой мембраны 12,57 — предельная растворимость цезиевой соли макроциклического комплексона в неводном растворителе — ь -дихлорбензоле, нижний предел 0,05X — предельное электрическое сопротивление жидкой мембраны толщиной 1 мм ("10 Ом), позволяющее использовать практически все серийные отечественные рН-милливольтметры.

Готовят жидкую мембрану Сз -электрода следующим путек.

Аналитическую навеску макроциклического комплексона растворяют в хлороформе. Полученный раствор помещают в делительную воронку с водным раствором соли (объемы неводной и водной фаз берут в отношении f: 1) и экстрагируют в течение 10-15 мин. После этого экстракт, содержащий цезиевую соль макроциклического комплексона, отделяют от водной среды, упаривают на воздухе и полученный осадок определенной навески растворяют в и-дихлорбенэоле.

Электрод с жидкой мембраной такого состава позволяет определять концентрации ионов Cs в сложных по

Таблица 1

Определение концентрации ионов цезия в водных растворах

4,96.10 2

9,92 10-

4 98 10-

5 10

1 -10-

5 104

1,78 .10

2 .10 з

Предлагаемый состав мембраны имеет повышенную селективность и характеризуется расширением диапазона измеряемых концентраций по сравнению с прототипом, что позволяет использовать его для потенциометрического анализа сложных по составу цезийсодержащих водных растворов, в том числе и жидких радиоактивных отходов.

Т а б л и ц а 2

Определение цезия в сложных водных растворах (жидкие радиоактивные отходы) 2 ° 1О К+

Концентрация Cs+, определенная с помощью Сз электрода по предлагаемому составу, моль/л

Концентрация Сз определенная атомно-абсорбционным способом, моль/л

Концентрация мешающих ионов, моль/л

Пример

3,2 10

3,3 ° 10

5 ° 10- Са

5-10-4 На+5 -10, Fe +

5 10 з Са+

510 К.

4 -1О Са +

1,8 ° 10

1,7 10"

1,2 10

1,1 ° 10

3 11242 составу водных растворах. Определению не мешают 100-150-кратные избытки ионов КН4, K, Pb+ и 500-кратные избытки ионов Са +, Fe + .

П р н м е р 1. Определение цезия в чистых растворах.

Пипеткой отбирают 5 мп анализируемой пробы и помещают в стакан емкостью 25 мл. Ионоселективный электрод с жидкой мембраной состава, мас.%: цезиевая соль макроциклического комплексона 0,05 ее;ее-дихлорбензол 90,95 и стандартный электрод (хлорсеребряный) погружают в анализируемый раствор. Через 1-2 мин по величине ЭДС (Е) по калибровочному графику (см.чертеж) определяют концентрацию ионов цезия.

Пример 2. Жидкую мембрану готовят на основе состава, мас.%: цезиевая соль макроциклического комплексона 5 и я-дихлорбензола 95. Цезий определяют аналогично примеру 1.

Пример 3. Жидкую мембрану готовят на основе состава, мас.%: цеэиевая соль макроциклического комплексона 12,5 и и-дихлорбензола 87,5.

Цезий определяют аналогично примеру 1 .

Данные примеров 1-3 сведены в табл.1.

Пример 4. Определение цезия в жидких радиоактивных отходах.

Жидкую мембрану готовят аналогично примерам 1-3.

15 4

Данные представлены в табл. 2.

Электродные характеристики предлагаемого состава мембраны подтверждаются экспериментальными данными, представленными в табл. 3.

1124215

Т а блица 3

Сравнительные pàííûå по определению цезия электродом по предлагаемому способу мембраны и электродом-прототипом

Определение Cs мембранойпрототипом

Определение С в+предлагаемой мембраной

Анализируемый раствор шибка аналиа, 7

Опябка анализа, Х

8,4

1,0

103,2

0,6

1,2 10

1,1 10 Св+ 5 10 К

0,8

200

Составитель Г. Дамешек

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Коцюбняк Корректор М. Максимишинец

Заказ 8271/33

Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Среднее эначе ние иэ 5-ти измерений, моль/л

5110 Св+ + 5.10 K+ 4,98.10.

5 10 Cs+ + 2 10 Са + 4,97 10

Среднее значение из 5-ти измерений, мол/л

5,95 10

1,02 ° 10

2,75 10