Мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кальция
Использование1 потенциометрический анализ, определение кальция в биологических объектах, воде, почве и др. Сущность изобретения: предложен новый состав мембраны , содержащий в качестве электродоактивного компонента кальциевую соль, тринонилоксибензолсульфокислоты, в качестве пластификатора дионтилфенилфосфонат и поливинилхлорид в качестве матрицы. Изобретение позволяет расширить диапазон ph функционирования мембраны за счет повышения избирательности определения иона кальция в присутствии Н и устранения эффекта погружения потенциала .
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4864577/25 (22) 10.09.90 (46) 30.11.92. Бюл. N. 44 (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им. В.И. Ленина (72) В.В, Егоров, Я.Ф. Лущик, Е.А. Павловская, А.М. Звонок и В.А. Новаш (56) Bloch R. Shatkay А., Saroff Н.А. Blophys. J, 1967, ч. 7, р. 365, Craggs А. Moody G.J., Thomas АО.R. Analyst, 1979, ч. 104, р. 412. (54) МЕМБРАНА ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВКАЛЬЦИЯ Изобретение относится к потенциометрическим методам анализа, а именно, к методам определения ионов кальция и может быть использовано в анализе биологических жидкостей, воды, почв и других объектов. Известен электрод с пленочной мемб-. раной на основе теноилтрифторацетона. Существенными его недостатками являются сравнительно узкий диапазон выполнения функции Нернста (до 10 моль/дмз) и резкое уменьшение времени жизни в присутствии ионов железа (! Il), Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является электрод с пленочной полинивинилхлоридной мембраной на основе жидкого катионообменника— кальциевой соли бис(ди(4-алкилфенил)фосфата), пластифицированного диоктилфенилфосфонатом. Электрод работает в интервале концентраций 10 -10 (10 6) моль/дмз, обладает высокой селективно>j „„Я „„1778659 А1 (57) Использование: потенциометрический анализ, определение кальция в биологических объектах, воде, почве и др. Сущность изобретения: предложен новый состав мембраны, содержащий в качестве электродоактивного компонента кальциевую соль, тринонилоксибензолсульфокислоты, в качестве пластификатора дионтилфенилфосфонат и паливинилхлорид в качестве матрицы. Изобретение позволяет расширить диапазон ph функционирования мембраны за счет повышения избирательности определения иона кальцйя в присутствии Н и устранения эффекта погружения потенциала. стью в присутствии ионов магния, натрия, калия. Однако его селективность в присутствии ионов водорода невысокая. При рСа 3 электрод функционирует в интервале рН =5 — 9. Использование в качестве ионообменников нитропроизводных бис(ди(4-алкилфенил)фосфата) позволяет устранить эффект "погружения потенциала" и несколько расширить рабочий интервал рН (4-9), однако при этом сокращается диапазон рСа, в котором сохраняется электродная функция (9), Поэтому такие электроды не нашли практического применения. Целью изобретения является расширение рН-диапазона функционирования электрода в кислой области за счет улучшения его селективности в присутствии ионов водорода и устранения эффекта погружения потенциала". Поставленная цель достигается тем, что пленочная мембрана, включающая полимер 1778659 (поливинилхлорид), пластификатор (диоктилфенилфосфонат), электродно-активное вещество, в качестве последнего содержит кальциевую соль тринонилоксибензолсульфокислоты при следующем соотношении компонентов, мас. : Кальциевая соль тринонилоксибензолсул ьфокислоты 0,8-3,0 Поливинилхлорид 20,0-45,0 Диоктилфенилфосфонат 52,0 — 79,2 При содержании кальциевой соли тринонилоксибензолсульфокислоты менее 0,8 ухудшается селективность в присутствии ионов водорода, возрастает сопротивление мембраны. Увеличение содержания кальциевой соли свыше 3,0 нецелесообразно, так как приводит к ухудшению предела обнаружения и механических свойств мембраны. При содержании поливинилхлорида свыше 45% возрастает сопротивление мембраны, уменьшается стабильность потенциала и наклон зависимости Š— lgC. При содержании поливинилхлорида ниже 20 теряется механическая прочность мембраны, Для приготовления мембраны смесь поливинилхлорида, диоктилфенилфосфоната и кальциевой соли тринонилоксибензолсульфокислоты растворяют в циклогексаноне или тетрагидрофуране из расчета 1 весовая часть смеси на 3-6 весовых частей растворителя при нагревании до 40 — 50 С и перемешивании. Из этого раствора получают пленку при испарении растворителя при комнатной температуре. Из пленки вырезают диски, которве приклеивают к торцу поливинилхлоридного корпуса, электрод вымачивают в растворе хлорида кальция с концентрацией 0,1 моль/дм в течение двух суток. Затем внутрь-электрода заливают раствор хлорида кальция с концентрацией 0,01 моль/дм и в этом растворе электрод вымачивают еще сутки. Электрод с такой мембраной сохраняет работоспособность в течение полугода и имеет следующие характеристики: — область линейной зависимости потенциала от логарифма активности ионов кальция при использовании гальванической цепи с переносом -2,7 10 -(1 — 5) 10 r-ион/дм — предел обнаружения — 2.10 4 10 r-ион/дмз; — время установления потенциала — не более 2 мин; — определению кальция на уровне 10 моль!дм не мешают 15, 230, 110, 50кратные избытки ионов магния, калия, натрия и аммония соответственно; -диапазон рН функционирования электрода при рСа — 3 находится в пределах 2.99,0, Измерения с помощью данного электрода проводят, используя гальванический элемент вида: Ag, KCI Иссле- Мемб- Раст- AgCI, AgCl (нас,) дуе- рана вор Ag мый сравраствор нения Изготовление мембран и определение кальция в слабокислых водных растворах (рН 3,6) методом прямой потенциометрии электродами с данными мембранами иллюстрируется следующим примером. Пример. К 0,50 r поливинилхлорида добавляют 1,0 г диоктилфенилфосфоната, смесь перемешивают в течение 10 — 15 мин, добавляют 6 см циклогексанона и снова перемешивают уже при температуре 40— 50 С до полного растворения поливинилхлорида. К раствору добавляют 0,03 г кальциевой соли тринонилоксибензолсульфокислоты, раствор перемешивают при комнатной температуре в течение одного— двух часов и выливают в стеклянную чашку Петри диаметром 6 — 6,5 см. Циклогексанон испаряется при комнатной температуре в течение 3-5 сут. Из полученной эластичной 30 пленки вырезают диски требуемого диаметра и приклеивают их в торцу поливинилхлоридного корпуса ионоселективного электрода, Внутрь корпуса заливают 0,1 моль/дм раствор CaClz и электрод вымачивают в 35 этом растворе в течение 2 сут, а затем заменяют раствор хлорида кальция на сантимолярный и вымачивают еще одни сутки. После этого электрод может испол ьзоваться для проведения измерений. 40 . Пример определения кальция в слабокислом водном растворе. Строят калибровочный график зависимости потенциала мембраны электрода от рСа в диапазоне 2 — 4. рН в стандартных и 45 исследуемых растворах создается с помощью раствора гидротартрата калия (0,01 моль/дм, рН =3,6), Затем определяют потенциал электрода в исследуемом растворе, одержащем ионы кальция, и по 50 калибровочному графику находят концентрацию ионов кальция. Таким образом, иэ описания и приведенных примеров следует, что заявляемый состав мембраны расширяет рН-диапазон 55 функционирования электрода в кислой области, давая возможность тем самым проводить измерения в слабокислой среде (при рСа-3 вплоть до р8 -3) обладает достаточНо хорошей селективностью в присутствии ионов магния, натрия и калия, и может ис1778659 Остальное Составитель А. Копытин Техред М.Моргентал Корректор А, Мотыль Редактор Заказ 4189 Тираж Подписное 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 пользоваться для потенциометрического определения кальция в различных обьектах. Формула изобретения Мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кальция, содержа- 5 щая поливинилхлорид, пластификатор (диоктилфенилфосфонат) и .электродно-активное вещество, отличающаяся тем, что, с целью расширения рН-диапазона функционирования электрода с кислой области, в 10 качестве электродно-актив1 ого вещества содержит кальциевую соль тринонилоксибензолсульфокислоты при следующем соотношении компонентов мембраны. мас,g: Кальциевая соль тринонилоксибензолсульфокислоты 0,8-3,0 Поливинилхлорид 20,0-45,0 Диоктилфенилфосфонат
