Способ изготовления ионоселективного электрода для определения марганца

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Це) О11

1(56 G 01 N 27/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 l ) 3502782/24-2 5 (22 ) l 8. l 0. 82 (46) 23.05.85. Бюл. Р 19

{72) Ф.С. Бекмухаметова и О.А. Сон гина (71 ) Казахский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. С.N. Кирова (53) 543.257(088.8 ) (56 ) 1. Авторское свидетельство

СССР - 191209, кл..G О! N 27/46, 1966. 2. Nesaric S., Dahmen Е.А.

Anal. Chim Acta. 1973, 64, Ф 3, р. 431-438.

3. Бекмухаметова Ф.С., Сонгина О.A., Сорокина Н.Н. Применение пиритовых электродов в потенциометрическом окислительно-восстановительном титровании. — "Аналитическая химия", 1978, т. 33, 11 2, с. 219-224. (54 ) (57 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА, заключающийся в по-лучении активной части электрода путем смеыиванйя мономинерального природного пирита с порощкообразным углем н с(, — бромнафталином, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности определения, электрод выдерживают в растворе 0,5-1,5 моль/л перманганата калия в течение

5"15 мин с последующим промыванием водой и высушиванием на воздухе., I 1157

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано дчя определения марганца в:различных объектах потенциометрическим методом, например в минеральном сырье, продуктах металлургического передела, сточных водах.

Известен способ изготовления электрода на основе угольной пасты с замешиванием в него какого-либо 10 минерала (минеральный угольно-пастовый электрод ) который используется в вольтамперометрии f33, .Известен способ изготовления угольно-пастового электрода с заме- 15 шиванием в него солей металлов с низкой растворимостью для потенциометрических методов определения серебра и галогенидов 3 23.

Недостатком этих способов яв- 2п ляется невозможность изготовления электрода, чувствительного к марганцу»

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 25 способ изготовления ионоселективного электрода для определения марганца путем смешивания мономинерального природного пирита с .порошкообразным углем и M-бромнафталином, заклю-.

Ю чающийся в замешивании в угольной . пасте порошкообраэного природного пирита. Электрод используют для определения марганца в присутствии незначительных количеств железа 31.

Недостатки известного способа— отсутствие чувствительности к ионам марганца при концентрации менее

-5

3Î моль/л, а также мешающее влияние.значительных количеств железа (И 3 и таких окислителей, как ванадий (У ), хром (У1).

Цель изобретения — повышение чувствительности и аелективности определения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления ионоселективного электрода для определения марганца, заключающемуся . в получении активной части электрода 5п путем смешивания моно;янерального природного пирита с порошкообразным ,углем и .ei -бромнафталином, электрод выдерживают в растворе

0,5-1,5 моль/л перманганата калия .в течение 5-35 мин с последующим промыванием водой и высушиванием на воздухе.

440 2

В результате дополнительной обработки электрода в перманганате калия электрохимические свойства электрода существенно изменяются, что связано с изменением состава поверхности электроца за счет окисления пирита перманганатом с образованием пленки (мембраны }, содержащей в качест-. ве электроактивной фазы марганецсодержащие соединения. Обработанный таким образом электрод перестает откликаться на присутствие ионов железа и становится чувствительным к перманганатионам с нижним пределом обнаружения до 1 .10 моль/и. с

Электрод перестает откликаться на присутствие других ионов металлов и, что особенно важно» на присутствие ионов ванадия, хрома. .Установлено, что электрод с указанными свойствами образуется только при обработке раствором, содержащим

0,5-1,5 моль/л пермангаиата калия.

Использование раствора с содержанием КИ О;, . менее 0,5 моль/л приводит к резкому измельчению чувствительности до значений, присущих электроду, изготовленному согласно известному способу. Растворы, содержащие. более 1,5 моль/л KHn0+, не позволяют получать электрод с необходимой селективностью.

При времени выдержки электрода менее 5 мин образующаяся мембрана на электроде недостаточно устойчива во времени и делает применение электрода весьма сложным. Выдерживать электрод в растворе более 15 мин нецелесообразно, поскольку свойства электрода не меняются, а при большем времени поверхность электрода может отравляться за счет образования плотного слоя диоксида марганца.

Л р и м е р. Берут 300 мг измельченного и просеянного через сито

250"300 меш природного мономинерального пирита, смешивают с 1 г угольного порошка, также просеянного через сито 250.-300 меш. Оптимальное время.перемешивания порошков 5 мин, необходимее для равномерного распределения частиц. Затем добавляют

0,4 мп,а(- бромнафталина для получения пасты и смесь снова тщательно перемешивают в стеклянном бюксе в течение 5 мин. Полученной пастой набивают отверстие тефлонового сгереня с металлическим контактом. Пасту

3 11 хорошо утрамбовывают, а поверхность заглаживают гладкой бумагой.

Полученный минеральный угольно-ластовый электрод выдерживают в 1 М перманганате калия в течение !О мин, после чего электрод хорошо промывают дистиллированной водой и просушивают на воздухе.

57440 4

Электрод испытан при определении марганца в легированной стали марки Р1й К Ф . Справочные данные о химическом составе инструментальной быстрорежущей стали стандартного образца (СО) марки Р,е К Ф (ГОСТ 19265-73! приведены в табл.1.

Т а б л и ц а3,8 17,01,85,01,00,40,030,03 Остальное марганец прямой потенлнометрией с применением метода стандартных добавок.

Результаты потенциометрического определения марганца в стандартном образце стали с применением нирито-, вого угольно-пастовога электрода,. обработанного перманганатом (n 6, с =0,95, 4 =2,57) приведены в табл. 2

Таблица 2

:Содержа

Ип в an те бавка стандартного створа .КМп01. бъем добавки,мл Концентрация, мл

0,200 0,4

0,01

Как видно из табл. 2, получен- . ..ные результаты близки.к взятому коли° честву марганца при хорошей воспроиз водимости . В пересчете на проценты 45 получейный: результат соответствует

0,4!Х против 0,40Х..Кроме .того, ме-, тодика определения марганца этим .методом. проще.и быстрее, чем обычно применяемые методики. . 50

Амперометрический.вариант дает хорошие результаты, но метод более длительный, чем потенциометрический, так как в первом случае приходится титровать сначала сумму Мп (УП), 55

V (У) .и Cr (У1) солью Мора. Затем окисляют.восстановившиеся ионы, . добавляют хлорид.натрия для разрушения перманганата и титруют сумму

Cr (У1) . и V (У) . После этого селективно окисляют Ч (1У) и титруют в виде Ч .(У) . Марганец определяют по разности этих двух .титрований.

Колориметрический метод дает завышенный результат (О 5 против

0;4Х )р так как здесь проявляется мешающее влияние на окраску перманганата окрасок бихромата и ванадата.

Определение содержания марганца в указанных условиях потенциометрически с применением электрода, чувствительного к ионам марганца, изготовленного согласно известному способу, невозможно, так как он не

Содержание,,gp,85 0,5 . 0,4 Наеесну стали и 100 мг растаоряют в.. смеси кислот при нагревании.

Добавляют к полученному раствору персульфат аммония в присутствии

AgN0 служащего катализатором. При .этом: Ип скисляется до.перманганата, одновременно присутствующие элементы переменной валентности окисляются до высших степеней окисления.

Затем из аликвота определяется

30 38 О, 206Ю,09 0,41

1157440

Сост авитель А. Федо сее в

Редактор Н. Тупица Техред С.йовжий Корректор И. Самборская

Заказ 3360/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий 113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 обладает достаточной чувствительностью и селектнвностыо.

Таким образом, применение предлагаемого злектрода позволяет упростить и ускоритн анализ различных объектов.за счет применения метода прямой потенциометрии, а также повысить чувствительность и

5 селективность определения.