Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов кальция в водных растворах
СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ 1Ш1ЬЦИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, содержащий поливинилхлоридную матрицу, электродоактивное соединение , о-нитрофенилалкиловый эфир 1 s-u; и I и добавку липофильного аниона, о тли-ч а ющийс я тем, что, с целью повьшения селективности электрода , в качестве электродоактивного соединения использована диокись тетра толилксйлилендифосфина, а в качестве добавки, содержащей липофштьный анион использован парахлортетрафенилборат калия или натрия в следующих количествах , мас.%: Диокись тетратолилксилилендифосфина0 ,5-3,5 о-Нитрофенилалкиловый эфир63,4-66,5 Поливинилхлоридная матрица32,0-33,5 Парахлортетрафенил (Л борат калия или натрия0,1-1,05 2. Состав мембраны по п. t, отличающийся тем, что в качестве о-нитрофенилалкилового эфира использован о-нитрофенилгептиловый эфир.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
4(51) G 01 N 27/30
1 л
1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
63,4-66,5
ГОсудАРстВенный номитет сссР по делдм изовретений и отяЪти (21) 3685875/24-25 (22) 05.01.84 (46) 15.05.85. Бюл. Р 18 (72) О.М.Петрухин, А.Ф.Жуков, А.Б.Колдаев, N,И.Кабачник, Т.Я.Медведь, l0.M.ÏoëèKàðïoâ и Г.В.Бодрин (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им. Д.И.Мендеелева (53) 543.257(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 958948, кл. С 01 М 27/30, 1982.
2, Nt. Е, Morf, й. Simon Jon — Selective
Еlectrodes Based on Nentral Carriers From:
Jon-Беlective Electrodes in Analytical che—
mistry. Ed by Н. Freiser Phenym Publ Corp. чо1. l, 1978, р. 211 — 286. (54) (57) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
АКТИВНОСТИ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ В ВОДНЫХ
РАСТВОРАХ, содержащий поливинилхлоРидную матрицу, электродоактивное соединение, о-нитрофенилалкиловый эфир
„„SU„„55928 и добавку липофильного аниона, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности электрода, в качестве злектродоактивного соединения использована диокись тетратолилксилилендифосфина, а в качестве добавки, содержащей липофильный анион, использован парахлортетрафенилборат калия или натрия в следующих количествах, мас.Ж:
Диокись тетратолилксилилендифосфина 0,5-3,5 о-Нитрофенилалки-. ловый эфир
Поливинилхлоридная матрица 32,0-33,5
Парахлортетрафенилборат калия или натрия 0,1-1 05
2. Состав мембраны по и. 1, о т -. л и ч а ю шийся тем, что в качестве о-нитрофенилалкилового эфира использован о-нитрофенилгептиловый эфир.
i 155928
Изобретение относится к ионометрии, в частности к ионоселективным потенциометрическим электродам и может быть использовано для определения активности катионов кальция в различных промышленных устройствах, при проведении научных исследований, в медицинских и биологических работах, например для определения содержания кальция в крови человека и жи- 1О вотных, при анализе морской воды и т.д.
Известны ионоселективные электроды .+ для определения активности Са в воде, в котором электродоактивным сое- 15 динением является теноилтрифторацетон и триоктилфосфиноксид flj
Однако селективность известных электродов невелика. 20
Наиболее близким техническим реше" нием к предлагаемому является ионоселективный электрод для определения активности ионов кальция в растворе состав мембраны которого содержит д поливинилхлоридную матрицу, электродоактивное соединение, о-нитрофенилалкиловый эфир и добавку липофильного аниона (2j. Известная мембрана на основе данного электродоактивного соединения имеет состав, мас.%:
Электродоактивное соединение 0,9
Тетрафенилборат натрия 0,4
35 о-Нитрофенилоктиловый эфир 64,3
Поливинилхлорид 34,4
Электрод, содержащий мембрану указанного состава, имеет следующие показатели .селективности:
Иешающий ион f К
9 c6 M.
Li 2,8
Ма 3,5
К 3,8 45
Hq, 4,5
Са 0
5 » 2,2
Ва 3,3
Одйако селективность. этого элект-Ю рода недостаточно высока к ионам lii и Sg, что делает невозможным определение малых концентраций Са, в присутствии больших количеств ионов Li и S,.
Кроме того, синтез электродоактивно- 55 го соединения, имеющего указанную структуру, черезвычайно сложен, многостадиен.и имеет низкий процент выхода доактивного соединения использована
A иокись тетратолилксилилендифосфина, а в качестве добавки, содержащей липофильный анион, применяют парахлортетрафенилборат калия или натрия в следующих количествах, мас.X:
Диокись тетратолилксилилендифосфина 0,5-3,5 о-Нитрофенилалкиловый эфир
Поливинилхлоридная матрица 32,0-33,5
Парахлортетрафенилборат калия или натрия О, 1 — 1,05
Причем в качестве о-нитрофенилалкилового эфира использован о-нитрофенилгептиловый эфир.
64,0-66,5
Диокись тетра(п-толил)-о-ксилилендифосфина имеет следующую структуру.0
11
СИ> l (C СМу Р (С Н Ме — и С 6 Н Р Р:; мол.вес 562,6; температура плавления 253-254 (из спирта) Вещество получено впервые реакцией Арбузова о-ксилилендибромида с этиловым эфиром ди(п-толил)фосфинистой кислоты. К раствору 1,2 r оксилилендибромида в 10 мл ксилола при 100 С прибавляется по каплям 2,6 г этилового эфира ди(п-толил); фосфинистой кислоты (ток Ng), затем реакционная смесь нагревается при а температуре бани 150 С в течение 40 мин. Выпавший осадок отделяется, промывается горячим бензолом и дважды кристаллизуется из спирта. Выход продукта 2,2 г (86%). Селективность комплексообразования этого соединения обусловлена стерическим влиянием метиленовых групп о-ксипродукта, что существенно увеличивает себестоимость электрода. Цель изобретения — повышение селективности электрода. Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов кальция в водных растворах содержащем поливинилхлоридную матрицу, электродоактивное соединение, о-нитрофенилалкиловый эфир и добавку липофильного .аниона, в качестве электро3 1155928 4 лиленового мостика, образующих вокруг (О, 17) парахлортетрафенилбората наткатиона кальция липофильную полость. рия, 62 мг (35,4%) поливинилхлорида. Электрод состоит из поливинилхло- Из полученной смеси готовят мемридной трубки, на торец которой с по- брану по указанной методике, Полученмощью 157-ного раствора поливинилхло- ный Са-селективный электрод, имеет рида в циклогексане -.;приклеена мембра- функцию в интервале рСа 1-5. на указанного состава. Внутрь трубки Пример 3. В бюксе взвешивавставлен внутренний электрод сравне- ют 7 мг (3,5X) диокиси тетра-п-толилния А /А С1 и залит 0,1 M раствор силилендифосфина, 123 мг (66,57) оСас 1, -нитрофенилгептилового эфира, 2, 1 мг Примеры изготовления электрода. (1,057) парахлортетрафенилбората натПример 1. В бюксе взвешивают рия, 57 мг (8,957)поливинилхлорида. 5 мг (2,67) тетратолилксилилендифос- Из полученной смеси готовится мемфиндиоксида, 120 мг (657) о-нитрофе- брана по указанной методике. Полученнилоктилового эфира 0,3 мг (0,14X) 15 ный Са-селективный электрод, имеет парахлортетрафенилбората натрия, функцию в интервале рСа 1-5.. 61 мг (337) поливинилхлорида. Пример 4 ° В бюксе взвешивают В бюксы добавляют 2 мл тетрагид- 0,9 мг (0,467) диокиси тетра-и-толилрофурана и, встряхивая, добпваются ксилилендифосфина, 118мг (637) о-нит,получения прозрачного раствора. Полу- 211 рофенилгептилового эфира, 0,1 мг ченный раствор выливают в стеклянный (0,05X) парахлортетрафенилбората кацилиндр диаметром 33 мм, пришлифован- лия, 63, 5 мг (36,49%) поливинилхлориный торец которого установлен на плос- да ° кое стекло. Через сутки, после испаре- Из полученной смеси готовится мемния тетрагидрофурана поливинилхлорид д брана. Полученный Са-селективный пластифицируется в эластичную пленку. электрод не обладает электродными хаИз пленки вырезают диски необходимого рактеристиками. Сопротивление мемдиаметра и приклеивают их к корпусу браны очень велико. электрода. Пример 5. В бюксе взвешивают Электрод кондиционируют в течение 8 мг (4, 1X) диокси тетра-и-толилксисуток в 0,1 М растворе СаСf2. Потен- лилендифосфина, 125 мг (687) о-нитроциометрические измерения проводят в фенилгептилового эфира, 2,5, (1,57) ячейке: А /А С F/ÊÑ 7 1 М//Раствор//Мем- парахлортетрафенилбората натрия, 55 Mr брана/О, 1 M СаС1 Ao,/A@Cf.. В качест- (26,4%) поливинилхлорида. ве измерительного прибора использован . При получении мебраны часть элекрН- метрмилливольтметр рН-121. 35 тродоактивного соединения выкристаллизовывается. При испытании электрода Полученный Са — селективный электрод электродная функция отсутствует. имеет функцию к кОнцентрации катионов +2 Са в интервале р/Ca/=1-5, наклон Методом смешанных растворов опредеэтой функции близок к нернстовскому 40 лены значениЯ коэффициентов селективдля двухзарядных катионов и составля- ности электродов, имеющих различный ет 25-28 MB. Предел обнаружения ионов состав мембРан (см. таблицУ, где ЭАС— +2 -о Са — 5°, 10 г. ион/л, рабочий интервал тетратолилксилилендифосфиндиоксид; рH= 5 0 11 0 дрейф потe»»a>Ia после ПВХ вЂ” полив нилхлорид; НФГЭ, НФОЭ 3 сут кондиционирования в 0,1 М раст-15 о-нитРофенилгептиловый (октиловый) воре СаС 2 составляет +5 мВ в 1 мес. эфир соответственно, С1ТФБК вЂ” параВремя установления потенциала не бо- хлортетрафенилборат калия; С1ТФБ лее 3 мин. натрия соответственно. -1 При определении содержания Са ° в растворе для поддержания высокого 50 Предлагаемый электрод имеет высозначения ионной силы рекомендуется в кую селективность к ионам щелочных качестве буфера использовать КС f. или и щелочноземельных металлов, что позNaCt при их концентрации 0,1 — воляет проводить определение Са" в О, 01 г- моль. присутствии высоких концентраций Hp и м е р 2. В бюксе взвешивают55 мешающих ионов. Селективность к .ка1,0 мг (0,57) диокиси тетра-п-толил- тиону Mq, несколько хуже, чем у про+2 ксилилендифосфина, 119 мг (64Е) о- тотипа, что можно объяснить близкими -нитрофенилоктилового эфира, 0,2 мг значениями Каст. комплексов тетраЭ Ci + толилксилилендифосфиндиоксида с Са и Nq . Синтез электродоактивного соединения несложен, характеризуется хорошими процентами выхода продукта, про- 5 изводится из доступных исходных.. соединений. В состав электродной мембраны вводится вещество, содержащее липофильный анион, что способствует улучшению 10 селективных свойств электрода. Использованный парахлортетрафенилборат щелочного металла обеспечивает лучшую растворимость компонентов мембраны. В качестве растворителя может бытьis использован о-нитрофенилалкиловый эфир с длиной алкильной цепи в 7-8 углеродных атомов. 1155928 Состав мембраны, вес .К пп ЭАС раст. ПВХ Добавка К Mq, Si Ba (,; fqa 1-3,3 -2,5 -4,0 -2,5 -3,8 -4,0 32,2 -3,8 -4,0 -3,3 -2,5 -4,0 -2,5 -2,5 -3,3 -4,0 -2,5 -3,8 -4;0 32,05 -4,0 -2,5 — 3,3 -2,5 -3,8 -4,0 33,5 -3,3 -2,5 -4,0 -2,5 -3,1 -2,5 -3,8 -4,0 -3,0 -2,5 +2,6 -3,8 -3,2 -3,7 -2,5 — 1,6 0 -1,8 4,5 С ТФБК Составитель И. Рогаль Техред И.Лсталош Редактор И, Касарда Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Эаказ 3132/39 Филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул. Проектная, 4 1 2,6 2 0 5 3 3,5 4 2,0 5 2,7 6 2,0 7 .4,5 НФГЭ 66,4 НФОЭ 63,4 НФОЭ НФГЭ НФОЭ НФОЭ : 60 НФГЭ 0,2 С 7ТФБК 0,1 С fT@SNa 1,05 С 7ТФБК 0,5 С.УТФБК 0,3 С 1ТФБМа В указанных пределах концентрация электродоактивного соединения и добавки липофильного аниона на электродные свойства мембраны не влияет. Однако, следует отметить, что при повышении концентрации липофильного аниона, резко падает селективность Ca+ по отношению к щелочным и щелочноземельным металлам. анализ при помощи предлагаемого электрода отличается быстротой, хорошей воспроизводимостью и высокой селективнастью определения концентрации Са - . Электрод несложен в изготовле-, нии, доступен и отличается надежностью в работе, ориентировочная стоимость электрода небольшая. Корректор М.Максимишинец
