Состав мембраны ионоселективного электрода для определения рн в кислых средах

 

Изобретение относится к технике физико-химического анализа, к области рН-метрии и может быть использовано для потенциометрического определения кислотности водных растворов в химической промьшленности, в практике научных исследований в области химии, биологии, агрохимии, в том числе в средах, содержащих плавиковую кислоту и другие фториды. Для повышения селективности мембраны к ионам водорода в присутствии прочих катионов состава, в ее состав входят следующие компоненты, мас.%: связующее - поливинилхлорид 22,3-26,2, растворитель-пластификатор - диоктилфталат - 71,0-74,1, катионообменниктетра-п-хлорфенилборат калия - 0,037- 0,047, нейтральное мембраноактивное вещество - гексабутилтриамидофосфат - 2,7-3,5. 2 ил. С S3 (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S11 4 С 01 М 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4038261/31-25 (22) 20.03.86 (46) 30.07.87. Бюл. Р 28 (71) ЛГУ им.А.А.Жданова (72) К.Н.Михельсон, О.В.Мухачева, В.M Ëóòîâ, B.H.Ceìåíèé и А.Н.Хуцишвили (53) 543 ° 271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1056030, кл. G 01 N 27/30, 23.1!.83.

Erne D, Schenker К.U., Amman D, Pretsch Е., Siwon 11; Applicability

of a Carrier Based Lignid Membrane рН Electrode to Measurements in Acidic. Solutions.-Chimia, 1981, В 35, У, р.178-179.

ÄÄSUÄÄ 1326977 А1 (54) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ рН В

КИСЛЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к технике физико-химического анализа, к области рН-метрии и может быть использовано для потенциометрического определения кислотности водных растворов в химической промышленности, в практике научных исследований в области химии, биологии, агрохимии, в том числе в средах, содержащих плавиковую кислоту и другие фториды. Для повьппения селективности мембраны к ионам водорода в присутствии прочих катионов состава, в ее состав входят следующие компоненты, мас.%: связуюе щее — поливинилхлорид 22,3-26,2, растворитель-пластификатор — диоктилфталат — 71,0-74,1, катионообменник — С тетра-n"xëoðôåíèëáoðàò калия — 0,0370,047, нейтральное мембраноактивное вещество — гексабутилтриамидофосфат — liIIIL

2,7-3,5. 2 ил. 44

1326977

70,0-75,0

AgC1, КС1 нас .

I ! 1 Контрольный Мембрана ( раствор

/ig

0,01 и KCl, AgC1 буфер рН 3,56

55

Изобретение относится к технике физико-химического. анализа, к области рН-метрии и может быть использовано для потенциометрического определе5 ния кислотности водных растворов в химической промышленности, в практике научных исследований в Области химии, биологии, агрохимии, в том числе в средах, содержащих плавиковую кисло- 1д ту или иные фториды.

Цель изобретения — повып.ение селективности мембраны к ионам водорода в присутствии других катионов.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны, содержащем связующее — поливинил чорид, Icaòèoêîобменник — тетра-и-хлорфенилбсрат ..калия, нейтральное мембраноактивное . вещество и растворитель-ппастификатор, в качестве нейтрального мембраноактивного вещества использован гексабутилтриамидофосфат, а в качестве растворителя-пластификатора — диоктилфталат при следуюшем соотношении . компонентов, мас.:

ЭДС этой ячейки линейно зависит от рН контрольного раствора

К = К"- — БРН (мв), причем величина S составляет 58 мВ при 20 С.

Пример 1. Для получения мсмбраны в бюкс вносят 2,0 г поливинилхлорида, 6,17 г диоктилфталата,1,7 мг тетра-п-хлорфенилбората калия и

165 мг гексабутилтриамидофосфата.При перемешивании в смесь вносят летучий растворитель тетрагидрофуран ПОсле 45 полного растворения компонентов смесь выливают в чашку Петри диаметром

100 мм и оставляют на сутки дпя полного испарения тетрагидрофурана. Получают прозрачную эластичную пленку толщиной 1 мм следующего состава, мас.%: ПВХ 24,0; ДОФ 74,0; ТпФБК

0,02; ГБТАФ 1,98.

Из полученной мембраны вырезают диски и приклеивают их к торцам поливинилхлоридных трубок клеем — раствором ПВХ в циклогексаноне ° Изготовленные электроды заполняют 0,01 N

Поливинилхлорид (ПВХ) 22,0-26,0

Диоктилфталат (ДОФ)

Тетра-и-хлорфенилборат калия 0,02-0,05

Гексабутилтриамидофосфат (ГБТЛФ) 1,98-3,95

Уменьшение содержания ГБТАФ (менее 1,98%) приводит к ухудшению водо-. родной селективности мембраны в присутствии посторонних катионов, а увеличение свыше 3,95% — к неполноте водородной функции. Уменьшение содержания ДОФ (менее 70%) приводит к возрас.танию электрического сопротивления мембран, а увеличение концентрапии ДОФ свьяпе 75% — к ухудшению механической прочности мембран.

ИсследОвание электрОдных свОйств мембран проводили =-, растворах НС1, НГ, стандартных буферных растворах для рН-метрии и в растворах НС1+МС1., ионы Il" — Na,, К, NH, Са, Си а также в растворах НР+1ЧаС1 путем измерений ЭДС гальванической ячейки; раствором КС1, приготовленным на стандартном тартратном буферном растворе (pH=3,56), и составляют гальваническую ячейку, как указано выше.

На фиг.1 показана зависимость

ЭДС этой ячейки (К) от рН в растворах НС1 и в стандартных буферных растворах. Видно, что в интервале значений рН 0-6 в зависимость Š— рН прямолинейна и ее угловой коэффициент S равен теоретическому значению

58 мВ.

На фиг.2 приведена зависимость

Š— рН в растворах НГ и HF.+ 0,1 М

1ЧаC1. Видно, что электроды могут служить для определения рН как в чис"

".oé HP, так и с высоким фоном NaC1 до рН 2,3, т.е. до концентрации HF

0,1 М. Коэффициенты селективности мембраны к ионам водорода в присутствии ионов Na+ и Са>+, полученные из этих зависимостей, а для других ионов — из аналогичных зависимостей, составили:

1326977

Ион M Na К NH< Ca Cu

3,1 10 1 ° 10 1,6 10 3-10 2" 10

22,0-26,0

70,0-75 0

Поливинилхлорид

Диоктилфталат

Тетра-п-хлорфенилборат калия

Гексабутилтриамидофосфат

0,02-0,05

1,98-3,95

35:

Пример 2. Берут 2,0 r ПВХ, 6,82 г ДОФ, 2,7 мг ТпХФБК, 270 мг

ГБТАФ. Приготовленные мембраны ведут в собтветствии с примером 1. Получают мембрану следующего состава,мас.X:

ПВХ 22,0, ДОФ 75,0, ТпХФБК 0,03, ГБТАФ 2,97. Электродные характеристики мембраны аналогичны приведенным в примере 1. Зависимость Š— рН прямолинейна с угловым коэффициентом

58 мВ в интервале значений рН 0 — 6 в НС1 и вплоть до 0,1 M в HP. Коэффициенты селективности к ионам водорода составили в случае натрия 3,1 х

1 х 10, калия — 1 -10 аммония—

1 6 10, кальция — 3 10 меди—

2.10 .

Пример 3. Берут 2,0 г ПВХ, 5,38 r ДОФ, 3,8 г ТпХФБК, 304, r

ГБТАФ. Приготовление мембраны ведут в соответствии с примером 1. Получают мембрану следующего. состава, мас.X:

ПВХ 26,0, ДОФ 70 О, ТпХФБК 0,05, ГБТАФ 3,95. Электродные характеристики мембраны аналогичны приведенным в примере 1. Зависимость Š— рН прямолинейна с угловым коэффициентом

58 мВ в интервале значений рН 0-6 в

HCl и до 0,1 М в HP. Коэффициенты селективности к ионам водорода .составили в случае натрия 3,1 .10, калия — 1 -10, аммония — l 6 10, кальция — 3 10, меди — 2 10 .

Данный состав мембраны позволяет увеличить селективность к ионам водорода в присутствии других катионов на 2-3 порядка при сохранении полноты, диапазона функционирования и работоспособности мембраны во фторидных средах.

Формула изобретения

15 Состав мембраны ионоселективного электрода для определения рН в кислых средах, содержащий связующее — поливинилхлорид, катионообменник — тетраи-хлорфенилборат калия, нейтральное

20 мембраноактивное вещество и растворитель-пластификатор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения селективности мембраны к ионам водорода в присутствии других катионов, в качестве нейтрального мембраноактивного вещества использован гексабутилтриамидофосфат, а в качестве растворителя-пластификатора — диоктилфталат при следующем соотношении компонентов мас.Ж:

1326977

9ие. 2

Составитель Н.Вишневский

Техред Л. Олийнык Корректор И.Муска

Редактор М.Петрова

Заказ 3381/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4