Состав мембраны ионоселективного электрода для определения суммарной активности катионов кальция и магния в водных растворах

 

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ АКТИВНОСТИ КАТИОНОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, содержащий полимерную матрицу и электродоактивное соединение, о тличающийся тем, что, с целью повышения селективности электрода , в качестве полимерной матрицы использован поливинил хлорид, в качестве злектродоактивного соединения использован цис-изомер диокси тетра-П-толлилвинилендифосфина,о -нитрофенилгёптиловый эфир и парахлорт .етрафенилборат калия, в следуиицих количествах, мас.%: Цис-Изомер диокси тетра- . . -п-толлилвинилендифосфина0 ,5-3,2 Парахлор- . тетрафенил (Л борат калия 0,5-3,2 о-Нитрофенилгептиловый 63,0-66,5 эфир ЛОЛИвинилОстальное хлорид

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9) ((!) 4 (у) G О1 N 27/30

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТРЙ фъ\" "« . Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I "

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,5-3,2

Остальное хлорид (21) 3685876/24-25 (22) 05 ° 01.84. (46) 15.06.85. Бюл. ¹ 22 (72) М.И. Кабачник,- Т.Я. Медведь, Н.П. Нестерова, О.M. Петрухин;

А.Ф. Жуков и А.Б. Колдаев (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева (53) 543.257(088.8). (56) 1. Никольский Б.П.и Метерова Е.А

Ионоселективные электроды.-"Химия", 1980 с. 48-51.

2. Авторское свидетельство СССР № 515060, кл. С 01 N 27/30, 1976 (прототип). .(54)(57) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СУММАРНОЙ АКТИВНОСТИ КАТИОНОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, содержащий полимерную матрицу и электродоактивное соединение, о тличающийся тем, что, с целью повышения селективности электрода, в качестве полимерной матрицы использован поливинил хлорид, в качестве электродоактивного соединения использован цис-изомер диокси тетра-ff-толлилвинилендифосфина,о -нитрофенилгептиловый эфир и парахлортетрафенилборат калия в следующих количествах, мас.7:

Цис-Изомер диокси тетра— и-толлилвинилендифосфина 0,5-3,2

Парахлортетрафенилборат калия о-Нитрофенилгептиловый эфир 63,0-66,5

Поливинил1161857

К . и

Мешающий ион

Zn+2

К .!М, 2

1,24 10

1.8 10 25 10

5,4 .10

9,4 ° 10

ЗО

Мешающий ион

Li

3,5, +2

3,5

3,1

1,35

Си

Nа

Na

Ф2

Яr

+2

Ва

Из представленных данных видно, что селективность этого электрода к щелочным и щелочноземельным металлам мала, а присутствие в растворе

+2 42 катионов Си или Ni даже в неболь- 35 ших концентрациях делает определение воды жесткости с помощью этого электрода вообще невозможным.

Кроме того, описанный электрод имеет жидкостную ионоселективную мембрану, 40 которая способна вытекать из корпуса электрода, что создает большие трудности в работе с таким электродом.

Наиболее, близким техническим решением является состав мембраны ионоселективного электрода, имеющего мембрану полимерного типа, содержащий полимерную матрицу и электродо- 5О активное вещество, причем полиэтилен в качестве электродоактивных соединений используются фосфорные группы в количестве 0,01-3 вес.7, которые образуются при фосфорировании полиэтиленовой пленки, а матрица выполнена из полиэтилена (2) . Известный электрод имеет следующие значе-, Изобретение относится к ионометрии и может быть использовано для аналитического контроля суммарного содержания катионов Са и Мр, так называемой "жесткости воды в раз- 5 личных промышленных и бытовых котельных установках, при анализе морской воды и т.д.

Известны жидкостные ионоселективные электроды для определения

+2 суммарной активности Са - и Мр . Применяемые жидкостные мембраны представляют собой раствор концентра—

-2 ции 10 — 10 М солей фосфороорганических кислот, растворенных в де- 15, циловом спирте. Такой электрод имеющий наилучшее значение коэффициентов селективности, выпускается фирмой Îrion (СИА) и имеет следующие коэффициенты селективности: N ния селективности суммы активности кальция и магния к мешающим ионам:

Мешающий. Коэф — Мешающий Коэффиион фициент ион циент селективселективности ности

Nà 10 Еп 2 10

1,7 ° 10

63,0-66,5

Селективность данного электрода также недостаточна для прямого потенциометрического определения суммы активностей кальция и магния, например, в морской воде,. электрод имеет низкий угловой коэффициент наклона кривой ЗДС вЂ” 22 мВ, что отрицательно сказывается на точности определения активностей, недостаточно низок и предел обнаружения суммы активностей Са и Mg

-4 составляет 10 H.

Цель изобретения — повышение селективности электрода.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определе ния суммарной активности катионов

I кальция и магния в водных растворах содержащим полимерную матрицу и электродоактивное соединение, в качестве полимерной матрицы использован поливинилхлорид, в качестве электродоактивного соединения использован цис-изомер диокси тетра-П-толлилвинилендифосфина, о -нитрофенилгептиловый

I эфир и парахлортетрафенилборат калия в следующих количествах, мас,X: цис-Изомер диокси тетра-и-толлилвинилендифосфина 0,5-3,2

Парахлортетрафенилборат калия 0 5 — 3,2

-Нитрофенилгептиловый эфир

Поливинилхлорид Остальное

Высокая селективность комплексообразующих свойств нейтрального фосфорорганического лиганда может быть объяснена жесткой фиксацией атомов кислорода фосфорильных групп отно-. сительно двойной связи виниленового. мостика и высокой липофильностью лиганда,имеющего следующуюструктуру

1161857

P-сн = сн- р а \

Электрод состоит из поливинилхлоридной трубки, на торец которой с помощью 15%-ного раствора поливинилхлорида в циклогексане приклеена мембрана указанного состава и ветав1 лен внутренний электрод сравнения

Ag/AgC1. Внутрь электрода залит 0,1 М раствор СаС1 или ÌgÑ1

Пример. 1. В бюксе взвешивают 5 мг.(2,4X) цис-изомера диокси тетра-п-толлилвинилендифосфина, 120 мг (63,2%) о -нитрофенилгептилового эфира, 5 мг (2,4X) парахлортетрафенилбората калия,60 мг (32,0X) поливинилхлорида. Пример 2. В бюксе взвеши- . вают 1 мг (0,5%) цис-изомера .диокси: 25 тетра-й -толлилвинилендифосфина, 120 мг (65,2%) о-нитрофенилгептилового эфира, 1 мг (0,5%) парахлортетрафенилбората калия, 62,0 мг (33,8X) поливинилхлорида.

Пример 3. В бюксе взвешивают

0,5 мг (О 25X) цис-изомера диокси тетра-П-толлилвинилендифосфина, 116 мг (64,2X) о-нитрофенилгептилового эфира, 0,9 мг (0,45%) парахлортетрафенилбората калия, 62,6 мг (36, 1X) поливинилхлорида.

После изготовления электрода по предлагаемой методике электрод испытывается в растворах солей кальция и магния в диапазоне PZ.Ca+Mg=1-5.

Электродная функция отсутствует, электрод имеет высокое сопротивление.

П р и м е.р 4. В бюксе взвешивают

7 мг (3,8X) цис-изомера диокси тетра-11-толлилвинилендифосфина, 125 мг (68,0%) о-нитрофенилгептилового эфи-. ра, 6,5 мг (3,.7%) парахлортетрафенилбората калия, 53,0 мг (24,5X) поливинилхлорида.

При получении мембраны по пред50 лагаемрй методике часть электродоактивного вещества выкристаллизовывается, и при испытании электрода электродная функция отсутствует.

Пример 5. В бюксе взвешивают 6 мг (3,2X) цис-изомера диокси тетра-й-толлилвинилендифосфина, 118 мг (63,0) о -нитрофенилгептилового эфира, 6 мг (3,2X) парахлортетрафенилбората калия, 57 мг (30,6%) поливинилхлормда.

Пример 6. В бюкс добавляют

2 мл тетрагидрофурана,встряхивая, добиваются получения прозрачного раствора.. Полученный раствор выливают в стеклянный цилиндр диаметром

30 мм, а через сутки, после испарения-тетрагидрофурана поливинилхлорида, пластифицируют в эластичную пленку с внедрением в нее электродоактивного соединения. Иэ пленки вырезают диски необходимого диаметра и приклеивают их к корпусу электрода.

Полученный электрод кондицируется в О, 1 М смешанном растворе Сас 12 и Мр;С1 в течение суток. Потенцио= метрические измерения проводят в ячейке

А()А(СВ КСЬ(МИ Реактор 1IМввьрана

/o,! мсасе, (А /А сВ

Изменение потенциала фиксируют с помощью Р = метра 121.

Электродная функция линена в интервале Р; Са Mg-=1-5. Наклон функции близок к неристовскому для двузарядных катионов и составляет

25-28 мВ. Дрейф потенциала после

3-суточного кондиционирования в

О, 1 M растворе СаС1 или MgC1

10 мВ в течение месяца. Предел об"6 наружения 5 10 r ион/л. Рабочий интервал pR=5,0-10,5. Время установления потенциала не более

3 мин.Лля повышения точности определе-ния и уменьшения времени установления потенциала рекомендуется определение проводить в присутствии катионов натрия кпи калия при концем трации О, 1-0,0:! r.èîí/ã.

Методом смешанных растворов при постоянной активности мешающего иона переделены значения коэффициентов се лективности Са электродов с мембра«СЯ нами, имеющими различный состав (таблица) °

1161857

Предлагаемый электрод имеет высокую Са — Mg селективность по отношению к катионам щелочных и щелочноземельных металлов, а также кобальта и никеля, ввиду чего можно проводить определение жесткости водных растворов в присутствии больших концентраций указанных какатионов.

Увеличение содержания парахлортетрафенилбората калия свыше 3,27 ведет к уменьшению селективности, что что связано с проявлением электро5 доактивных свойств самого этого соединения.

Анализ при помощи предлагаемого электрода отличается быстротой, хорошей воспроиэводимостью и высокой селективностью определения суммы активностей Са и Mg a присутствии больших концентраций щелочных в щелочноэемельных металлов, никеля и кобальта. .При

15 необходимости электрод можно использовать в паре с кальций-селеко тивным электродом для определения

+2 содержания катионов Mg

Ф

Введенке в мембрану парахлортетрафенилбората калия способствует-увеличению селективности электрода, Отсутствие этого компонента в мембране приводит к появлению нежелательной селективности Са+ по отношению к Ия (пример 5, таб42 лица) .

Коэффициенты селективности с Са 2

-т

Коэффициент селективности К „„ Ме

Nà K N8+ Sг Ва Са

Состав мембраны,мас.X

При мер

-2„5

10-2 4

10 зг,о 104 104

10 1

1ф5

10 1

1 24 24 632

33,8 10 . 10 10 1

2 05 05 652

10-1 5

10- 1О

10 1

10 1

30,6 10 10

3 3,2 3,2 63,0

10 5

0-2 5

10

30,5 10 10

4 2,0 2,0 66,5

10 10

-o„s

33,0 10 10

5 2,0 О 65,0

З1,0 10Ч З

6 0,5 5,0 63,5

6,7

102 9 1

Составитель И. Рогаль

Редактор М. Келемеш Техред Т.Маточка Корректор, А. Тяско

Заказ 4752 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ЭАС НФБК НФГЭ ПВХ L j и"