Электроактивный материал на основе оксидных бронз для твердофазного электрода сравнения

 

ЭЛЕКТРОАКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ОКСИДНЫХ БРОНЗ ДЛЯ ТВЕРДОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДА СРАВНЕНИЯ, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона рН, увеличения времени стабильной работы и снижения внутреннего сопротивления твердофазного электрода сравнения, в качестве оксидной бронзы используют соединения общей формулы , где М - иттрий или редкоземельньй элемент , a ,2. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

69) SU (и) 3 Ш G 01 N 27/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3626698/24-25 (22) 25.07.83 (46) 15. 11.84. Бюл. Ф 42 (72) Н.С.Бубырева, Г .А.Дамешек, И.А.Зайденман, И.M.Ïåðåäåðèé, В.Е.Погребная, Н.Д.Розенблюм, Н.И.Наумова и И.М.Шульц (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (53) 543.25(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 935776, кл. G 01 N 27/30, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

У 293493, кл. G 01 N 27/30, 1974 (прототип). (54) (57) ЭЛЕКТРОАКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

НА ОСНОВЕ ОКСИДНЫХ БРОНЗ ДЛЯ ТВЕРДОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДА СРАВНЕНИЯ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона рН, увеличения времени стабильной работы и снижения внутреннего сопротивления твердофаэного электрода сравнения, в качестве оксидной бронзы используют соединения общей формулы М„Ф/О., где

М вЂ” иттрий или редкоземельный элемент, а 0(к<0,2.

i 124217 2

М . иттр;:.:"; или редкоземельный элем;; .: а ьс-х(0»2.

Йе оторые ок идные соединения нестехиометрического состава, как например, оксидные натрийвольфрамовые бронзы одновалентных металлов с низкой степенью легирования (0,2.$х (0,5) не имеют водородной функции и, следовательно, могут быть !

О использованы как электроды сравнения при измерении рН. Однако соединения з имеют низкую коррозионную устойчивость, определяющую малый ресурс стабильной работы электрода и высокое электрическое сопротивление. установлено, что оксидные вольфрамовые бронзы иттрия и редкоземе ьных .металлов со степенью легирования

О(х 0»2 имеют высокую коррозионную

2б стойкость, что обеспечивает большой ресурс непрерывной стабильной работы, и низкое электрическое сопротивление (не выше 10 Ом "см), что позволяет получить электрод с низким

25 внутренним сопротивлением. Экспериментально обоснована возможность от использования этих соединений в качестве электроактивного материала для электрода сравнения, т.е. электрода с опорным потенциалом, который можно рассматривать как электрод

1-ro разряда, обратимый относительно ионов иттрия или соответствующего

Изобретение относится к методам физико-химического анализа, а именно к твердофазным электродам сравнения для потенциометрического определения активности или концентрации ионов в растворах, и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, аналитической химии, медицине, океанологии и других областях народного хозяйства.

Известен твердофазный внутренний полуэлемент сравнения, выполненный и оксидной бронзы общей формулы И Т„О где .И вЂ” щелочной или щелочноземельный металл, Т вЂ, вольфрам или ванадий

Осх (1; 0(у(3, z — величина, определяющая электронейтральность соединения 51 j.

Недостатком этого полуэлемента сравнения является возможность его использования только в контакте с ионочувствительной мембраной.

Наиболее близок к предлагаемому электроактивный материал на основе оксидных бронз для твердофазного электрода сравнения. В качестве электроактивного материала использу оксидные ванадиевые бронзы типа

Ц V60 или M 71 0, где .М--1< Na, Cu; M--Са, Cd, которые в дисперсном .состоянии спрессованы с эпоксидным ком паундом, соединены с токоотводом и зак реплены в диэлектрическом корпусе 1 21 .

Недостатками известного твердо-! фазного электрода сравнения являются З5 очень узкий интервал рН (4(рН(8), в котором потенциал электрода стабилен, невысокая коррозионная стойкость, обусловливающая малый ресурс, стабильной работы электрода, значи- yg тельное электрическое сопротивление электрода (до 10 Ом ° см) затрудня 1 ющее его использование в комплекте со штатными приборами, и неоднофазность состава (оксидная бронза + эпоксидная смола в качестве связую.щего), что снижает стабильность электродного потенциала во времени.

-Цель изобретения — расширение рабочего диапазона, увеличение времени gg стабильной работы и уменьшение внутреннего сопротивления электрода. редкоземельного металла.

Примеры составов и результаты испытаний приведены в таблице.

Электроактивный материал может быть приготовлен следующим образом.

На внутреннюю поверхность таблетки, спрессованной из оксидной вольфрамовой броп ы типа 11. W03, где И—

3» иттрий или редкоземельный металл, а О (х "0,2, электролитическим путем наносят слой никеля, к которому припаян токоотвод. Активный элемент помещают B диэлектрический корпус.

Для проведения измерений электрод помещают ь" электрохимическую ячейку и проводят измерения в паре с индикаторным электродом, и-пользуя штатные приборы для измерения активности или концентрации ионов в растворах.

Поставленная цель достигается тем, что в электроактивном материале на основе оксидпых броьз для твердофаэного электрода сравнения в качестве оксидной бронзы используют соединения общей формулы M>WO>, где

Электрод, устроенный как указано выше, помещают в электрохимическую ячейку в паре с образцовым электро.,дом сравнеяи-::.. 2-ro разряда ЗСО

ГОСТ 17792-72 и определяют эначени" потенциала электрода в буферных рас1124217

Электропроводность

0 см 4N

«.10 f

Состав азовый остав

Коррознонная стойкость, переход W в раствор(время контакта 20 сут), вес.Ж

Ресурс (время непрерывной работы), ч

Стабильность потенциала за 3000 ч, мВ

1н .НСЕ

1н.КОН

10-2

0,5

W0g

I оÄ WO

Oy, „WO, 0,3

3400

Куб.

То же

0,7

-+7

3700

10 2

1,2

-45

3000

0,1

10 2

0,8

01 3

0,4

3500

3500

02 3

10

0,7

0,4

02 3 ф

3400

0,01

10-2

Ф7

3000

0,5

Tm Ь 1™3

КЦМД Уоз

3,2

1,5

10=

0,6

3400

DX, -PO> 3,6

300

Составитель А.Федосеев

Техред, Ж.К астелевич

Корректор О.ТигоР

Редактор Л.Пчелинская

Подписное

Заказ 8272/34 Тираж 822

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

3 творах с рН 1,68; 4,0.1, 6,86, 9,18, проверяя индифферентность электрода к ионам Н и стабильность его пока Ф эаний во времени с помощью иономера универсального ЭВ-74.

Результаты испытаний представлены в таблице. Фазовый состав и структура бронзы определяют рентгенофазовым методом, коррозионную стойкость— спектральным анализсм.

Результаты испытаний показывают, что по сравнению с прототипом предлагаемый электрод сравнения позволяет проводить измерения в более широком диапазоне рН (14pHg9 против

44рН48 у прототипа),. обладает большим ресурсом непрерывной.стабильной работы (свыше 3000 ч) и .более низким внутренним электрическим сояротивлением (10 Ом ° ñì против

10 Ом см у прототипа) .