Электрохимический элемент сравнения

 

Использование: аналитическая химия, аналитическое приборостроение, конструирование ионоселективных электродов. Сущность изобретения: электрохимический эталонный элемент, имеющим металлический электрод типа серебряного, покрытый солью тетрафенилбората (ТФБ) этого металла , Элемент может быть использован в качестве внутреннего ггояуэлемента и ионоселективного электрода с ионоселективной мембраной, нанесенной непосредственно на этот полуэлемент. Элемент обеспечивает термодинамически обратимую пару, подходящую для использования в неводной среде. 7 ил.

БЦ(, 1773303 АЗ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 и 27/333

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬ!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЁ:ИЗОБРЁТЕНИ (К tlATEHTY жит соль органического аниона с катионом дение активного материала: в пластифицированную полимерную матрйцу . метмла электрода, которая нерастворима в (1). В известных конСтрукциях полуячейку — . органическом растворителе. создавали эа счет погружения серебряной. Органический анион:имеет в своем"сопроволоки.во внутренний эталонный рас- ставегидрофобнуюароматическую группу твор соответствующей хлоридной соли(хло- . "К этим:анионам относятся оксибораты, рид калия для калий-селективного.: .например, аниЬны общей формулы(АгО)4В, электрода), образующий внутренний эта-.: где.групйы ArO могут. быть одинаковыми или лонный электрод:серебро/хлорид серебра. разными, представляют собой арилоксидП6тенциал этой.полуячейки обычно измеря- .. ные группы, имеющие до 20 атомов углероют по отношению к эталонному электроду, да, с йроизвольно замещенными атомами

1 :: : .:::: 2 (21) 4614626/25 ° . . (54). ЭЛЕКТРОХЙМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ (86) РСТ/GB 88/00992 (14.11.88) :.". СРАВНЕНИЯ (22) 21.07.89;:. :: .: (57) Использование:: аналитическая. химия, (46) 30;10.92. Бюл. М 40 .::, аналитическое приборостроение, конструи(31) 8727497 . .... рование ионоселективных:электродов. Сущ(32) 24,11.87 .: ..: ность изобретения . -электрохимический (33) GB... " . эталонный элемент,: имеющий металлический электрод тийа серебряного, покрытый (71) Паблик ХелтЛабораторйСервис Борд(ОВ) солью тетрафенилборатв(ТФБ) этого метал(72) Мартин Чарльз. Уилз. Дэвйд Джордж na. ЭлемейтможетбытьиспользованвкачеШиффрин.и Дэвид Джон Кларк(6В) :, стве внутреннего - йолуэлемента .и ионоселективного электрода с ионоселек(56) Г,Байулерсу, В.Кошофрец. Применение . тивной мембраной, нанесенной непосредионоселективйых электродов в:органйче- ственно на этот полуэлемент, Элемент ском анализе. М„Мир, 1980, с..116-120. обеспечйвает термодинамически обрати- .

И. Корыта, К. Штулик "Ионселективные мую пару; подходящую для использования в ;-электроды", M., Мир, 1989, с. 19-40, ..., неводной среде. 7 ил, Данное изобретение относится к элект-: при этом, как правило, используют эталон-. рохимическим электродам, в частности к: ный электрод типа серебро/хлорид серебра ф электрохимическим эталойным элементам .. (2J. применяемым в растворителях, отличных от"... Цель© данного: изобретения является .. воды. . ::,: : -. создание усовершенствования ионоселекПримером такого применения являются тивного электрода с надежным твердым 3 ионоселективные электроды, которые осйо-:контактом. ваны на оргайических ионообменниках или: Предлагаемое техническое решение { ) нейтральных переносчиках. Активный мате-. представляетсобойэлектрохимичессий эта- ( риал может находиться в жидкой форме, ". лонный элемент, состоящий йз металличезаключенной в.инертную пористуюмембра - -: ского электрода, покрытого твердым ну, но наиболее приемлемым является вве- ..: электролитом, при этом электролит содер1773303

3 4 водорода на один или более атомов галоге- в пробах, подвергшихся заданным шаговым нэ или нитрогруппы. Ариловая группа мо- изменениям ионной концентрации. жег быть, например, фениловой или В примере, показанном на фиг.1; понафтиловой, в которой атом водорода мо- крытие 1 из тетрафенилбората серебра на- . жет быть замещен одной или более гидро- 5 носят на серебряную проволоку 2, карбильйыми группами, имеющими до 6 например, в соответствии с описанным споатомов углерода. В:конкретном классе сое- собом. Затем на покрытие из тетрафенилбо-: диненийАг; выбирают изфенилаили4-гало- рата серебра наносят ионную селективную: фенила .. ;. - . мембрану 3 и вся конструкция аоответственДругой класс анионов включает в себя 10 но помещается в кабулу 4.. анионы, получаемые от гидроксильнйх за" Устройство; показанное на фиг,2, явля - . мещенных ароматических соедйнений. на- . ется аналогичным, но оно содержит серебпример, фенолов и замещенных фенолов и ряную пластинку 5 вместо серебряной нафтолов-или замещенных нафтолов, Такие . проволоки, как в показанном на фйг.1 нривещества-включают в себя моногидроксиль- 15 мере, Другие составляющие показаны теми ные фенолы и мойогидроксильные нафтолы; же номерами позицией со штрихом, каждый из которых может содержать одну: В примере, показанном на фиг.3; серебили более групп, например, группы NO2 ряный электрод. образуется с:помощью сеМеталл электрода выбирают из группы, . ребряной пленки 6, подходящим образом состоящей из серебра, кадмия, кобальта, 20 найесенйой на полимерную или керамиче-; железа,:свинца и никеля.: . : .- -" скую подложку 7. Затем на серебряную

Эталонный элемент в соответИййи с:: .плейку накладывают покрйтие8иэтетрафеданным изобретением может применяться- нилбората серебра, так чтобы обеспечивав составе . ионоселективного электрода с лось полное ее закрьггие. Ионоселвктивная твердью электролитрм для установления 26 мембрана 9 покрывает слой тетрафейилбоконтакта с ионоселективной мембраной, :: рата серебра ; а кольцо герметизирующего

3талонный элемент по данйому изобре- - материала 10 накладывается так, чтобы уст- . тению может. быть успешно использован.q ранялись краевые эффекты, эгалонным электродом; применяемым в не-: Используя структуру; йоказакную. на водных растворах, .:;: ..: . 30. фиг.3, можно создать мйожество ионных сеПредпочтительной .формой эталонного лектлвных электродов на той же самой:подэлемента в соответствии с изобретением яв- ложке. прйменяя, например, печатные ляется серебро/ тетрафенилборат серебра.. процессы типа:растровой печати, Пример; Нагревают тойкую сетку из, .На фиг.4 показана циклическая воль1платины в пламени водорода/кислорода 35 амперная характеристика. Сжатая форма для очистки поверхности;:, . графика. объясняется низкой проводимаПокрывают платиновую чистую сетку стью раствора тетрафенилбората, испоаьзопорошком окисла серебра и;нагревают в ванного при проведений йзмерений(10з М пламени умеренно до тех пор, пока не будет . тетрабутиламмоний тетрафейилборат в 1;2удален кислород .:: . :.,:,,:: 40 дихлорэтане).

Повторяют эту процедуру до тех пор, На фиг.5 показан график измеренного пока на платиновой сетке не образуется до- потенцйала электрода-типа серебро-тетрастйщно толстый слой. пористого серебра; фенилборат серебра в зависимооти от ков-

- Подвергают электролизу покрытую по- цейтрации. Измерения и роизводились ристым серебром платиновую сетку в насы - 45 относительйо насыщеннОго каломального щейном растворе тетрафенилбората натрия электрода с использованйем тетрафенилбов течение 12 — 18 ч йри небольшом:токе. рата тетрабутил-аммония (ТБА) е качестве

На. фиг.1-.3 показаны некоторые воз- мостика между водной и нев6дной фазаМи. можйости реалйзации изобретения в соста- В частности, ячейка может.бйть представлвве ионоселективных электродов..: - .: ., 50 на следуюшйм образом:

Hà фиг.4 показана циклическая вольт- НКЭ1 ТБАХЛ,10 М1ТБАТФБхЬфц ТФБ/А9 амперная характеристйка электрода типа 1 (водный) (дйхлорэтан) серебро/тетрафенилборат серебра.

На фиг,5 показан отклик электрода типа "Супер-Йернстовская" зависимос1 ь посеребро/тетрафенилборат:серебро на из- 55 тенциала может объясняться. вкладом от менения концентрации анйона, -, . - ТБА в жидкостном:равновесии на границе:

На фиг,б показаны графики измеренно- ТБА (дихлорзтай) ТБА (водный)

ra."ïîòåíöè3ëà"âî времени для саответству- . Исйользуя конструкций, показанныена: ющих иойних селективйых электродов, фиг.1; и обычные мембранй, были созданы. выполненных в виде, показанном на фи 1, ионные селективные злектродйвсоответст5:: .:,., .1773303 . :; . 6 вии с изобретением с селективностью .по :: Ф о:р м у л а и 3 о 6 р е т е н и я отношению к кэлйю. Партия аналогичных : .1, Электрохимический элемент сравнеэлектродов была использована для измере-., ния, содержащий металлический электрод, ния концентрации (активйссти) образца: погруженный в раствор на основе органичеионэ ;калйя, причем образец подвергался 5 ского растворителя, отличающийся шаговйм изменениям концентрации, Экс-: : гем, что:электрод покрыт органической периментальные резуль гаты приведейы на. солью;того:же металла; при этом соль нерэфиг.б, Видно, что электроды проявляют в;: створима в органическом растворителе и

- основном быстрый ответйдбстатойнуюста-,:: образует электрохимическую пару с таким бильность,::,.: .::,,: .:-:: . -:::::. 16 же анионом, находящимся в растворе.

2. Элемент по и 1, о т л и ч а а:шийся

- Аммонйевые, натриевые, водородные, тем, что анион содержит гидрофобную аролитиевые, кальциевые, магниевые, нитрат-:. матичрскую группу.. ные, хлоридйые и другие йоноселейтивные: . : - 3. Элемемт по и;1; о т л и.ч а ю шийся ,электродймогут изготавливаться зе:учетна- 15 тем, что анион выбирают из группы арилокнесения покрытия соответствующей:ионо- " сиборатовобщейформулыЯАго}4В), причем селективной мембраны на электрод типа", каждая группа АгО представляет собой:арисеребро/тетрафенил борат серебра. Анало-: ;.: локЬидную -группу;: имеющую до 20.атомов гйчно. электрод типа серебро/тетрафенил-, углерода с произвольно выбрзниыми" замеборат серебра может также применяться. 26,ститалями в виде атомов галогейа илИ нит- для получения электродов для определения — . рогрупп, органических катионов и. анионов.:-:::;;::,: ::: ::4. Элемент по п.3, о-т л и ч а.ю шийся ретно для электрода типа серебро/тетрафе- . ми;,или нафтилами или- по крайней мере нилбарат серебра, который является 28 одна йз них замещена гидрокарболовой предпочтительным, Однако, .изваяно, что :: труппой; имеющей до 6 атомов углерода. ,тетрафенилборэтные злектродь1 могут бйть .:::::!х Элемент по п.3, о т л и ч а ю шийся лами. Кроме того, электроды по изобате-:;:,".. .фрнилами. нию могут:. йзготавливаться "e ЗО, ;.. &Элемент гн> и .1, о тл и ч а ю щ и и ся ислользованием других раствориммх.в рас- .. :тем, что анион выбирают из группы гидро- . творителях анионов, которые образуют йе- - -ксильно замещейййх ароматических соедирастворимую .. соль .... металла, : ценйф. . Предпочтительными солями металлов, от- -::: -., ::7; Злемен г по пп. 1-6, - о т. л и:ч э юличными от. ТФ 6, являются тетраокйсь/4-. 35 щи и с я тем, что айион выбирают из груйны ф т о р о ф е н и л ./.б о р а "т., :-: феколовизэмещенныхфейоловинафтолов тетраокиеь/4-хлорофенил/борат, .дипикрй-.. -:: " или: замефейиых нафтолов, ламинат; пикрат и: дикарболил кобальт.. ": :,:.:8; Элемент йо пп. 1-7; . ".о т л-и ч э юПредпочтительными металлами в у полне- щ и: и с я тем, что металл электродов выбиние к серебру являются кадмий, кобальт, 40 -раютизследующего ряда:-серебро, кадмий, -железо, свинец и никель. -.::.. - -::-.. :: кобальт, железо, свинец, никель, %\ .

Т»

1773303

y4(cm

24О . або

-

-gg ". -зо -зз

ФигХ; "250. 180

110. 40

-Зо

-:1ao

0.5 с

Составитель А, Копытин 1н "> 4ЪЗ.О

Редактор

ТехРед М.МОРгентал КоРРектоР H. Король

I.

Заказ 3855 . : Тираж: : :. . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям:и откргытиям при ГКНТ СССР

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

: Производственно-издвтельскид комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 10т