Способ калибровки индикаторных электродов

 

О П И С А Н И Е 541ПЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополните,lblzol I (22) Заявлено 13.01.75 (21) 2096143/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень № 48

Дата опубликования ош1сания 20.01.77 (51) М. Кл.а- G 01N 27/52

Государ=тввннык комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Кремер, Е. П. Латышев и В. С. Сахно

Украинский заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ

ИНДИКАТОРНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

E= E, + — 1па„

RT

Изобретение относится к области потенциометрических измерений, в частности, к области измерений актив«остей ионов в растворе с помощью ион-селективных индикаторных электродов

Известны способы калибровки индикаторных электродов в потенциометрии, которые на практике снэдятся к проверке обратимости электродов к ионам определенного вида, например, ионам водорода, хлорид-ионам, сульфид-ионам, ионам натрия, калия и др, Условие обратимосги индикаторного электрода опредсляется уравнением Нернста где Š— потенциал индикаторного электрода;

Ео — нормальный потенциал, характеризующий данный электрод;

R — газовая постоя иная;

F — число Фарадея; и — заряд иона; а, — активность ионов в растворе.

Существует опособ калибровки индикаторных электродов в потенциометрии, основанный на измерении потенциала электрода в стандартном растворе, в котором проверку обратимости индикаторных электродов производят по серии стандартных растворов с известной активностью определяемых ионов.

Проверку обратимости индикаторного электрода проводят путем измерения ЗДС цепи, составленной из индикаторного электрода, анализируемого раствора с известной активностью ионов и электрода сравнения.

Такие измерения производят для каждого раствора серии числом не менее шести для

1о всего необходимого интервала активностей ионов.

Строят график зависимости в координатах:

Š— 1па;.

Определяют тангенс угла наклона прямой, 15 который равняется экспериментальному знаRT ченшо коэффициента в .равнении (1).

nF

Обратимость электрода проверяют по соблюдению линейности зависимости E — !па; и

20 cOQTâeòñòâøî найденного углового коэффициента прямой теоретическому значению велиRT чины

zzF

Существенными недостатками известного

25 способа калибровки индикаторных электродов являются: отсутствие растворов-стандартов для большинства индикаторных электродов, необходимость приготовления калибровочных растворов и их тщательного анализа незави3) симым способом, неустойчивость многих ка541119

)О

21i)

25 (2) 3) 41)

-, 5

5g

6)

65 либровочных раст)воров, особенно при низких величинах активностей ионов, ограниченный интервал активностей ионов, ло которым п7роводят Kaлибровку 11ндикатор пых 3.tlcKTродов (ограничения связаны с тем, что приготовление рас)воров с малыми концентрациями сопряжено с потсрямп за счет адсорбции па с Генках сосудов, 01 ислен!lем и 1. Д.), а. также большая трудоемкость подготовительных операций по приготовлению серии калибровочных растворов.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса калибровки, обеспечивающей проверку обратимости электродов во всем необходимом интервале активностей определяемых ионов.

Цель достигается тем, что в известном способе, основанном на измерении потенциала в качестве стандартного pacTI)oya используют раствор,,D KoTopou Tlpore)

Зависимость потенциала индикаторного электрода описывают кинети)ески м уравнением первого порядка:

dE 1(па; Т

: /.

И dt Г где d — знак дифференцирования;

7 — ВРЕМЯ; х — константа скорости к)шетической реакции первого порядка для данного вещества при за данных условиях.

Из сопоставления зависимостей (1) и (2) следует нетривиальный вывод о возможности калибровки индикаторных электродов по кинетической зависимости потенциала индикаторного электрода.

Последовательность технологических операций )при калибровке индикаторных электродов следующая.

Приготавливают стандартный раствор с приблизительно известной концентрацией, в котором протекает реакция, сопровождающаяся изменением активности потенциалобразующих ионов, с известной константой скорости протекания реакции первого порядка.

Составляют измерительную цепь, состоящую из индикаторного электрода приготовленного раствора и электрода сравнения.

Измеряют ЭДС (Е) цепи по времени визуально или с памощью автоматического самопишущего устройства, например электронного потенциометра ЭПП-09 с прямоугольной диаграммой, .где показания шкалы пропорциональны ЭДС, а скорость перемещения диаграммой ленты пропорциональна времени.

Определяют тангенс угла наклона прямой, который равняется константе скорости реакции, умноженной на коэффициент Нернста

ЯТ

77F

Обратимость электрода проверяется по соблюдению линейности зависимости: потенциал -- время и соответствию найденного углового коэффициента прямой теорстическому значению величины

КТ

77 I

11 р и м е р. Калибровка ксантогенат серебряного индикаторного электрода по данным кинетики разложения этилового ксантогената при рН=1,10 и 25 С.

Известно, что константа скорости разложеьп)я этилового ксантогената х при рН=1,10 и

25 С равна 4,70 мин .

Приготавливаем раствор этилового ксантогсната с приблизительно известной концентрацией в буферном растворе с рН=1,10 при тс мпср а туре 25 С.

Составляем измерительную цепь, состоящ ю из индикаторного вращающегося ксантогенатсеребряного элсктрода, приготовленного раствора и электрода сравнения.

Измеряем ЭДС (Е) цепи во времени.

Определяем тангенс угла наклона прямой в координатах: потенциал время, который равняется константе скорости реакции разложения, умноженной на коэффициент Нернста

l(I

77F

Обратимость электрода проверяется по соблюдению линейности зависимости потенциал— время и соответственно найденного углового коэффициента прямой теореп)иескому значению .величины

RT

"/.

77 F

Реализация способа калибровки индикаторных электродов дает ряд преимуществ в,практике потенциометрических определений.

Способ дает возможность по высить точность калибровки, упростить процесс калибровки, а

1aкже расширить пределы измеряемых кон)гсв тра цп й. Точность кал)1бро в ки увеличивается за счет того, что реализация способа не трсоует знания точной концентрации (активности) определяемых ионов.

Существенным преимуществом предлагаемого способа является возможность калибровки индикаторных электродов в растворах, где происходит разложение илп окисления ионов, к которым обратим калибруемый электрод.

Учитывая тот факт, что предлагаемый способ исключает ряд операций, таких как приготовление калибровочных растворов, тщательньш анализ последних, измерение потенциала в каждом из калибровочных растворов, реализация способа ведет к значительному сокращению за))рат рабочего времени, необходимого на калибровку индикаторных электродов.

Способ применим как в научно-исследовательской практике, так и на производстве.

541119

Формула изобретении я

Составитель Т. Левадная

Текред А. Камышникова

Редактор Н. Коляда

Корректор 3. Тарасова

Заказ 3013/3 Изд. Мо 1912 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ калибровки индикаторных электродов, основанный на измерении потенциала электрода в стандартном растворе, о тл и ч аю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса калибровки, в качестве стандартного раствора используют раствор, в котором протекает реакция, сопровождающаяся изменением активносри потенциалобразующих ионов с известной константой скорости протекания реакции, меньшей скорости установления потенциала электродной системы.