Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов рубидия

 

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ РУБИДИЯ на основе электродно-активного вещества в органическом растворителе, о т л и чающийся тем, что, с целью повьпвения селективности мембраны электрода к ионам рубидия, в качестве электродно-активного вещества использована рубидиевая соль 1,4,7, 10,13, 2 -гексаокса-18, 21-диазациклооктакозан-14 , 17, 25, 28-тетрона , а в качестве .органического растворителя - 1-, 2-дихлорэтан при следующем соотношении компонентовi i мас.%: Рубидиевая соль (Л 1. 4. 7. 10, 13, 2J-reKcaoKca-18, . с 21-диазацикпооктакозан-14 , 17, 25, 28-тетрона0 ,05-7,50 1, 2-дихлорэтанОстальное со со СП со О1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ Н М

РЕСПУБЛИН,.SU„„! 133535

4(51) G 01 N 27 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТС ВСНСЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3647488/24-25 (22) 11.07.83 (46) 07.01.85 . Бюл.ll- 1 (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 Украинской ССР (53) 543.257(088.8) (56) 1. Eisenman G.Cation selective

glass and their mode of operation.

8iophys Ivd 2, р 259-323, 1962.

2. Rioda L. Wirf Н. Simon W.

Kristalliner Komplex von Kaliumrhadanid mit yalinomgein, einem Antibioticum hoher Kaliumionenselektivitat ЕМК-Nessungen an Kunstlichen

Nemdranen. -"СЬ ш1а BCL 23, р.189191, 1968 (прототип). (54) (57) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АКТИВНОСТИ ИОНОВ РУБИДИЯ на основе электродно-активного вещества в органическом растворителе, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения селективности мембраны электрода к ионам рубидия, в качест-ве электродно-активного вещества использована рубидиевая соль 1,4,7, 10,13, 2 l-гексаокса-18, 21-диаэациклооктакозан-14, 17 ° 25, 28-тетрона, а в качестве, органического растворителя — l . 2-дихлорэтан при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Рубидиевая соль

1. 4. 7. 10, 13, 21-гексаокса-18, .

21-диазациклооктакозан-14, l7 25, 28 тетрона 0 05-7 50

1, 2-дихлорэтан Остальное

1 1133

Изобретение относится к аналити — .=.ческой химии, в частности к новым составам жидкостных ионоселективных электродов, которые могут быть использованы для потенциометрического определения концентрации рубидия в водных растворах.

Известен К -селективный электрод, + который можно использовать для определения активности ионов рубидия,. Мембрана которого состоит из стекла состава KaSgo (20 К О; 5

А1 0, остальное БхО ) (1)

Недостатком известного техничес, кого решения является отсутствие селективности к иону рубидия. Кроме того, в результате анализа на поверхности твердой мембраны образуется гидроокисный слой, который ,необходимо удалять при проведении .повторного анализа. Поэтому электродом со стеклянной мембраной можно определять рубидий только в его чистых растворах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов рубидия на основе электродно-активного . вещества в органическом растворителе. В качестве электродно-активного

ЗО .. вещества использован макроциклический комплексон, например валиномицин (2) .

Недостаток известного технического решения заключается в том, что 35 этим электродом возможно определение рубидия только в его чистых растворах что не позволяет применять его при анализе рубидия в водных раст. ворах, содержащих сравнимые количеств 41! ва ионов щелочных и щелочноэемельных металлов.

Целью изобретения является повышение селективности мембраны электра-45 да к ионам рубидия.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективнога электрода для определения активности ионов рубидия на основе электродно .активного вещества в ор,ганическом растворителе, в качестве электродно-активного вещества исноль. зовкна рубидиевая соль l, 4, 7, 10, I3, 21-гексаокса-18, 21-диаэациклооктакозан-14, 17, 25, 28-тетрона, а в качестве органического растворителя - 1, 2-Дихлорэтана при сле535 2 дующем соотношении компонентов, мас. .:

Рубидиевая соль

1, 4, 7, 10 13

21- гексаокса-18, 21-диазациклооктакозан-14, 17, 25, 28-тетрона 0 05-7 5

1, 2-дихлорэтан Остальное

Отличительной особенностью этого макроциклического комплексона является строгое соответствие размера

его внутренней полости и размера катиона рубидия, что обеспечивает искаючнтельную специфичность данного комплексона. Экспериментально найденный ряд ионной избирательности электрода на основе предлагаемо- го состава жидкой мембраны имеет вид h К !!Н С К., С + !

Электрод проявляет рубидиевую функцию в области концентраций ионов рубидия 0,5-5 10 5 моль/л в интервале рН 1-8.

На чертеже показан калибровочный

1 график Ю -электрода. ,,Крутизна калибровочного графика

-электрода составляет 58>»! мВ/gb

+ о при 21 С. Дрейф потенциала электрода в течение суток не превышает 1 — 2 MB.

Стационарный потенциал электрода в области концентраций 5 ° 10 — 5 10 И соли рубидия устанавливается практически мгновенно (15 с) .

Выбор концентрационного интервала мембраноактивного комплекса обусловлен следующими причинами: верхний предел 7,5 вес. — предельным растворением в 1, 2-дихлорэтане, а нижний предел 0,05 вес. — как предельным электрическим сопротивлением жидкой мембраны толщиной 1 мм(10 Ом/ позволяющим испольэовать отечественные рН-милливольтметры, так и медлен.ным (более 15-20 мин) установлением значения равновесного электродного потенциапа.

Выбор растворителя обусловлен следующими причинамн.

Плотность растворителя жидкой мембраны должна быть выше плотности раствора электролита.

Комплекс RS - макроциклический лиганд обладает высокой растворимостью в 1, 2-дихлорэтане.

Вода обладает низкой растворимастью в 1,2-дихлорэтане (.0,81 г/100 мм).

КЪ /Me

Посторон.ний.ион, :МР )б2 м

1,5 ° 10

3,5 10

1,1 10

8,7 10

4,2 10

3 11335

Время жизни 3Ь -электрода с жидкой мембраной толщиной 1,0-1,5 мм оставило в лабораторных условиях, 8 ч непрерывного потенциометрического контроля) 600 ч, а при разовых

5; анализах — свыше 1000 ч.

Предлагаемую мембрану ионоселективного электрода для определения рубидия готовят следующим образом.

Берется аналитическая навеска макроциклического комплексена, расе воряется в 1, 2-дихлорэтане, полученный раствор помещаются в делитель ную воронку с водным раствором соли ЬС0(объемы неводной и водной фаз берутся в соотношении 1:1) и производится экстракция в течение 1015 мин.

После этого экстракт, содержащий рубидиевую соль макроциклического

20 комплексона, отделяется от водной фазы и его- аликвот используется в качестве жидкой мембраны, Пример I. Определение концентрации рубидия в технических растворах.

5 мл анализируемой пробы, содержащей 2 ° )0 моль/л рубидия и

ы3

5.10 моль/л натрия, кальция, калия и хлорид-ионов с рН 6, помещают в измерительный стакан емкостью 25 мл.

Для анализа используют электрод с жидкой мембраной состава, мас. : рубидиевая соль комплексона 0,05 и ),2-дихлорэтана 99,95. Через

10-15 мин замеряют величину Е11и по И калибровочному графику находят величину концентрации рубидия 2,03 ° 10 моль/л. Ошибка ойределения 1,5Х.

Пример 2 ° Определение кон- 40 центрации рубидия в технологических растворах.

35 4

5 мл анализируемой пробы, содер"

2 -1 жащей 10 моль/л рубидия и 5 ° 1О моль/л натрия, кальция, калия и хлорид— ионов с рН"3, помещают в измеритель" ный стакан емкостью 25 мл. Для анализа используют электрод с жидкой мембраной состава, мас. : рубидиевая соль комплексона 7,5 и 1,2-дихлорэтана 92,5. Через 3-5 мин замеряют величину Е„и по калибровочному графику находят величину концентрации рубидия 9,58.10 моль/л.

Ошибка определения 1,2Х.

П р.и м е р 3. Определение .концентрации рубидия в растворах.

Берут 5 ил анализируемой пробы и помещают в стакан емкостью 25 мл, погружают в этот стакан лр -электрод

О1+ с жидкой мембраной состава, мас.Х: рубидиевая соль камплексона 3,5 и

1, 2-дихлор этака 96, 5, ст андартный электрод сравнения (хлорсеребрянныи электрод тип 1 ПЗХ Гомельского ЗИП)и по калибровочной кривой определяют неизвестную концентрацию рубидия. При

Е„ =20 мВ концентрация рубидия в пробе составляет 9,8 ° 10 М. Ошибка определения составляет 0,4Х. При Е 1=174 мВ концентрация рубидия в пробе 2, 10 И, ошибка определения 0,7Х.

Данные и селективности электрода с предлагаемым составом жидкой мембраны представлены в таблица 1.

Кщ+ /Ме коэффициенты селектив-.

+ ности — рубидий-селективного электрдда с жидкой мембраной

Ионоселективные электроды, содер- . жащие мембрану на основе предложенного электродно-активного вещества, позволяют проводить прямое потенциометрическое определение ионов рубидия в водных растворах в интервале температур от )5 C до 35 С;!!33535

Составитель И.Рогаль

Редактор А..Шишкина Техред Т. Фанта Корректор А.Тяско

Заказ 9944/37 Тираж 898 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изабретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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