Состав мембраны халькогенидного стеклянного электрода для определения активности ионов серебра

 

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа, в частности к устройствам для определения активности ионов серебра в жидких средах. Целью изобретения является уменьшение времени отклика и повышение стабильности потенциала. С этой целью в состав внутренней поверхности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности, мас.%: серебро 14.25-45.00; мышьяк 17,50- 33,25; сера 22,50-47,50; железо или никель остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 N 27/333

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАЙЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4729404/25 (22) 14.08.89 (46) 07.03.92. Бюл. N. 9 (71) Ленинградский государственный уни.верситет . (72) 1О.Г.Власов, Е.А.Бычков и Б.Л.Селезнев (53) 543.257(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1506343, кл. 6 01 N 27/30, 1988, Авторское свидетельство СССР

996926, кл, 6 01 N 27/30, 1983.

Дарет P. Ионоселективные электроды.—

M.: Мир, 1972, с,51-58. (54) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ХАЛЬКОГЕНИДНОГО СТЕКЛЯННОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ

Изобретение относится к физико-химическому анализу, в частности устройствам для определения активности ионов серебра в жидких средах.

Известен халькогенидный стеклянный электрод для определения активности ионов серебра на основе мембраны состава, мас.%: серебро 15.9-50,1; мышьяк 25,550.3; сера 24,0-33,5; железо 0,3-1,9. Указанное соотношение компонентов позволяет получить электроды с твердым контактом.

Недостатком таких алек родов является нежелательная чувствительность электрода с твердым контактом к окислителям и окислительно-восстановительным средам, которая приводит к уменьшению чувствительности к ионам серебра в этих условиях.

Основной причиной такого поведения является повышение электронной проводимо-. сти при термическом легировании железом во всем обьеме мембраны, включая внешОПРЕДЕЛЕНИЯАКТИВНОСТИ ИОНОВ СЕРЕБРА (57) Изобретение относится к физико-химическим методам анализа, в частности к устройствам для определения активности ионов серебра в жидких средах. Целью изо- . бретения является уменьшение времени отклика и повышение стабильности потенциала. С этой целью в состав внутренней поверхности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности, мас.%: серебро 14,25-45,00; мышьяк 17,5033,25; сера 22,50 — 47,50; железо или никель остальное. 1 табл.

М нюю границу мембрана / исследуемый раствор.

Наиболее близким по технической сущааввав ности к предлагаемому является состав халькогенидной стеклянной мембраны для 4 определения ионов серебра содержащий, мас.%: серебро 16-50; мышьяк 25-52; сера ©9 остальное. Электрод с указанной мембраной может быть получен только с жидким внутренним заполнением, что является ос- (р новным его недостатком. Так, при переходе от жидкого контакта к твердому металлическому без изменения состава мембраны происходит дестабилизация электродной функции и появление сильного дрейфа стан- дартного потенциала. Укаэанные недостатки электрода с твердым металлическим токоотводом связаны с низкой электронной проводимостью сульфидных стекол, на основе которых получены халькогенидные стеклянные датчики. Высокая ионная нро1718095 водимость Ilo серебру и низкая электронная составляющая общей электропроводности приводят к тому, что на внутренней границе мембрана (металлический токаотвод электронные токи обмена малы и равновесие достигается только за значительные промежутки времени (30 мин). В итоге у полностью твердых датчиков на основе сульфидных стекол наблюдается неустойчивая электродная функция, значительный дрейф потенциалов, большое время отклика.

Цель изобретения — повышение стабильности потенциала и уменьшение времени отклика стеклянного электрода с твердым металлическим токоотводом для определения ионов серебра.

Поставленная цель достигается тем, что в состав халькогенидной стеклянной мембраны для определения ионов серебра, содержащей сульфиды серебра и мышьяка, дополнительно в состав внутренней поверхности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности мембраны, мас.7:

Серебро 14,25 — 45,00

Мышьяк 17,50 — 33,25

Сера 22,50 — 47,50

Железо или никель 5,00 — 30,00

Пример 1. Для получения 3 г стекла состава, мас. g: Ag 15; As 35; S 50. берут

0,831 t. серебра, 1,356 г мышьяка 0,823 r серы и помещают в кварцевую ампулу, откачивают воздух до остаточного давления 10

Па и проводят синтез при 1100 К в течение

8 ч. Охлаждение осуществляют путем закалки расплава со средней скоростью 4 — 6 град/с. Из полученного образца готовят сошлифовыванием плоскопараллельную мембрану толщиной 2 мм, затем одну из сторон полируют на пасте ГОИ, B другую шлифованную внутреннюю поверхность мембраны методом ионной имплантации на ускорителе внедряют ионы железа с энергией 150 кэВ и ионным током 1 мкА/см до

2 концентрации 5 мас./,, В итоге внутренняя поверхность мембраны имеет состав, мас. g,: Ag 14,25; As 33,25; 5 47,5; Fe5. Ана. логично проводят внедрение ионов никеля и в итоге внутренняя поверхность мембраны имеет состав, мас,,4: Ag 14,25; As 33,25;

S 475; Ni 5.

На имплантированную сторону мембраны термическим испарением в вакууме наносят слой серебра, к поверхности которого контактолом приклеивают медный токоотвод. После высушивания контактола место соединения заливают эпоксидным компаундом для создания прочного контакта.

Полученную мембрану с токоотводом вклеивают в конец поливинилхлоридной трубки полированной стороной наружу, затем производят окончательную сушку электрода в сушильном шкафу при 60 — 70 С в течение 10 ч.

Для измерения электродных характеристик мембран применяют следующую электрохимическую ячейку;

Ag,AgCI /KCI/ 1 МКИОз/ исследуемый

10 раствор /М /Ag, где М - мембрана иэ халькогенидного стекла, Градуировочные растворы в концентрационной области 10 — 10 1 моль/л готовят

15 из нитрата серебра с постоянной ионной силой 0,1 моль/л нитрата калия. Растворы с концентрацией 10 — 10 моль/л готовят не-6 5 посредственно перед измерениями в тефлоновой измерительной ячейке добавлением

20 к известному обьему дистиллированной воды для индифферентного электролита калиброванных количеств более концентрированных растворов нитрата серебра.

25 Для измерения коэффициента селективности используют метод смешанных растворов, при котором концентрация мешающего иона остается постоянной, а концентрацию ионов серебра изменяют от 10

30 до 10 моль/л.

В таблице представлены аналитические характеристики сереброселективных халькогенидных стеклянных электродов с твердым контактом, изготовленных согласно

3 изобретению. Из таблицы видно, что полученные электроды обладают высокой чувствительностью к ионам серебра (до 3 10 моль/л), теоретическим угловым коэффициентом злектоодной функции в области

40 1 10 1 — 1 10 моль/л, высокой воспроизводимостью потенциалов при многократных измерениях в одном и том >ке растворе, Время отклика электродов составляет от 2 до 3 с, Таким образом, полученные согласно

45 изобретению.сереброселективные халькогенидные стеклянные электроды с имплантированной железом или никелем внутренней поверхностью мембраны имеют обратимыь твердый контакт и меньшую «ув50 ствительность к окислителям и окислительно-восстановительным средам по сравнению с известными электродами.

Формула изобретения

Состав мембраны халькогенидного

55 стеклянного электрода для определения активности ионов серебра, содержащий сульфиды серебра и мышьяка. о т л и ч à ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения времени отклика и повышения стабильности потенциала, в состав внутренней поверхности

1718095 мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов внутренней поверхности,мас.Q:

Серебро 14,25 — 45,0

Коэффициент селективности в присутствии

Время отклиВоспроизводимость ка, с

Fe+S

Н+* потенциалов, мв

3 ° 10 1 ° 10 -1 ° 1О 59 3 1-3

0,8

Составитель А, Копытин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Шевкун

Редактор Н. Яцола

Заказ 876 Тираж Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1Предел чувствительности,моль/л

Линейная область электродной функции, моль/л

Крутизна зле ктродной функции, мв/декаду

Мышьяк 17,50 — 33,25

Сера 25,50 — 47,50

Железо или никель Остальное