Способ изготовления мембраны халькогенидного ионоселективного электрода для определения ионов меди

 

Изобретение относится к области физико-химических методов анализа. Целью изобретения является повышение экспрессности изготовления электродов . Для достижения поставленной цели подложку обрабатывают в тлеющем разряде, затем методом ионноплазменного напьшения наносят слой электродно-активного вещества из мишени , поверхность которой покрыта стеклом-матрицей и металлом, обеспечивающим ионную чувствительность электрода. Предлагаемый способ позволяет повысить технологичность изготовления электродов. 1 ил., 3табл, с to

1 СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 N 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I l3, фут

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 4173399/31-25 (22) 05.01.87 (4б) 15. 11.88. Бюл. Р 42 (71) ЛГУ им.А.А.Жданова (72) Ю.Г.Власов, Е.А.Бычков, В.Л.Аверьянов и А.М.Медведев (53) 543.257(088.8) (5б) Патент ClilA N 3809637, кл. G 01 N 27/4б, 1974.

Авторское свидетельство СССР

К - 1100553, кл, G 01 N 27/30, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАНЫ

ХАЛЬКОГЕНИДНОГО ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО, ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ

„„В0„„1437765 А1 (57) Изобретение относится к области физико-химических методов анализа.

Целью изобретения является повышение экспрессности изготовления электродов, Для достижения поставленной цели подложку обрабатывают в тлеющем разряде, затем методом ионноплазменного напыления наносят слой электродно-активного вещества из мишени, поверхность которой покрыта стеклом-матрицей и металлом, обеспечивающим ионную чувствительность электрода. Предлагаемый способ позволяет повысить технологичность изготовления электродов. 1 ил., 3 табл.

1437765

Изобретение относится к физикохимическим методам анализа и предназначено для усовершенствования технологии изготовления ионоселективных электродов — устройств для определения концентрации (активности) ионов в жидких средах.

Цель изобретения — повышение экс.прессности изготовления электрода.

Способ обеспечивает высокую адгезию и бездефектность получаемых ионочувствительных слоев.

Пример 1. Поверхность мишени установки для ионно-плазменного нанесения площадью 111 2 кв.см покрывают измельченным порошком стеклообразного селенида мышьяка, 8,9 кв.см ми.шени покрывают металлической медью.

Мишень помещают в рабочую камеру 20 установки и откачивают до остаточного давления воздуха 10 Па, затей в камеру напускают аргон до давления

1 Па. В условиях непрерывной прокач" ки аргона включают тлеющий, разряд и 25 поверхность подложки для нанесения ионочувствительного слоя обрабатывают в тлеющем разряде. Затем включают высокочастотное напряжение с амплитудой 400 В. В течение 1 ч на изолиру- 30 ющую подложку наносят 1 мкм электродно-активного вещества — стеклообразного селенида мышьяка, содержащего 5 ат." ьмеди, Часть поверхности

,мембраны посредством термического испарения покрывают слоем металлической меди, к которому контактолом приклеивают металлический токоотвод..

Боковые поверхности мембраны и площадь токоотвода изолируют эпоксидным ком- 40 паундом от исследуемого раствора.

Пример 2. Для изготовления тонкослойной мембраны медь-селективного электрода используют метод, описанный в примере 1. Однако металлической медью покрывают 18,8 кв.см мишени. В результате концентрация меди в электродно-активном веществе составляет 10 ат.7.

Пример 3. Для изготовления тонкослойной мембраны медь-селективного электрода используют метод, описанный в примере 1, однако металлической медью покрывают 29,8 кв,см мишени. В результате концентрация меди в электродно-активном веществе составляет 15 ат.Ж.

Для исследования электродных характеристик применяют следующую электрохимическую ячейку:

Ag, AgCl. IKC1„„10,3М КИО )Сп(ИО ) /

/О, ЗМ КИО I М t Сц где М вЂ” тонкослойный ионоселективный электрод, изготовленный согласно примерам 1-3.

Калибровочные растворы в концентрационной области от 10 до 10 " М готовят из нитрата меди (II). Для поддержания постоянной ионной силы

0,3 в растворы добавляют нитрат калия. Разбавленные растворы с концентрацией меди (II) 10 — 10 M готовят непосредственно перед измерениями, Коэффициенты.селективности определяют методом смешанных растворов, Измерения ЭДС электрохимической ячейки с ионоселективными электродами осуществляют при помощи обычных цифровых вольтметров (входное сопротивление 10 OM). Для геремешивания растворов используют магнитную мешалку;

На чертеже приведены типичные калибровочные графики полученных ионоселективных электродов.

В табл. 1 даны угловые коэффициенты электродной функции, стандартные потенциалы датчиков и их погрешности для доверительной вероятности Р=0,95.

Электроды (кривые 1-3 соответствуют примерам) имеют нернстовскую зависимость электродной функции (28,428,9 мВ в декаду при 20 С) до 3.10 1! и обладают нижним пределом обнаружения ионов меди (II) порядка 3 10 И;

В табл. 2 приведены данные по воспроизводимости потенциала электродов в миллимолярном растворе Си(ЕОЗ) .

В табл. 3 представлены коэффициенты селективности электродов. Из табл..3 видно, что 100000-кратные избытки ионов калия и кальция, 100000кратные избытки иона марганца (II) и 1000-кратные избытки иона свинца не оказывают мешающего влияния на работу полученных электродов.

Полученные электроды в 10-100 раз менее чувствительны к окислителям по сравнению с известным (ионы марганца (Т?) катализируют реакции окисления).

Кваме того, полученные электроды

Таблица

Основные электродные характеристики полученных датчиков

Угловой коэффициент Стандартный элект-! при 20 С мВ в декадУ родный потенциал, мВ

Пример

28,.7-29,1

28,7-29,1

28,0»28,8

313-319

313-319

309-323

Таблица 2

Воспроизводимость электродного потенциала датчиков, полученных по предлагаемому способу

Воспроизводимость потенциала электрода, мВ, по примеру

Испытание.

224,8-225,4

231,8-233,0

224,8-225,4 220,6-221,6

231,8-233,0

234,8-236,0

239,4-241,4

236,6-237,4

236,6-237,4 з 1437765 устойчиво работают в растворах железа да для определения ионов меди, о т(III) коэффициент селективности У, л и ч а ю шийся тем, что, с

Сц Ре + = 0,9-2,1, табл, 3) . целью повышения экспрессности изгоПредлагаемый способ изготовления

5 товления, подложку электрода обрлбамембран ионоселективных электродов тывают в тлеющем разряде, затем метспозволяет получать электроды в еди- дом ионно-плазменного напнлсния паном технологическом цикле. носят слой электродно-активного веФ о р м у л а и з о о р е т е н и я щества из мишени, поверхность которой

Ъ

Способ изготовления мембраны халь- 10 покрыта стеклом-матрицей и медью. когенидного ионоселективного электро1437765

Т. а блица 3

Коэффициенты селективности электродов, полученных по предлагаемому способу

Коэффициенты селективности электрода по примеру

Мешающий ион и его концентрация, H

1 J 2

7,9-10

1,6 ° 10

Калий, 1, 0

Кальций, 1,0

Марганец (ТХ), 1,0

3,8 10

Свинец, 1,0

Железо (ХТТ) 9,2 ° 10

2,1

2,1

1,2

1,0

1,0

Составитель И. Рогаль

Редактор А. Orap Техред А.Кравчук КорректоР О. Кравцова

Заказ 5887/44 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2,5-10

4,1 10

5,6 10-5

7,2 10

2,5 "10

4,1 ° 10

5,6-10

7,0 10