Электрод для потенциометрического измерения содержания перекиси водорода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (СЦ 600426

Союз Советскмк

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.0175(21) 2093889/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 3р0378 Бюллетень И 12 (45) Дата опубликования описания 040478

Гоердерстненнын ноинтат

Совете Инннстроа СССР но.данам нзо4ратаннй н отнрытнн

543. 257. 1 (088.8) (72),Авторы изобретения

А. М. Писаревский, И. П. Полозова, В. Г. Крунчак, О

Л. В. Авраменко, А. Г. Родичев, P. Л. Левит, В. А. Долидэе, A . .Н. Хуцишвили и В. М. Тарасова

Pl) Заявитель (5 4 ) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПЕРЕКИСИ

ВОДОРОДА

Ка н О+2а 20Н к4 (2) Изобретение относится к области разработки электродов для потенциометрическогo контроля состава жидких сред и может быть использовано в химической .целлюлозно-бумажной и текстильной отраслях промышленности, а также в лабораторной практике.

Реализовать равновесный потенциал

02Н202 или Н202 /Н20 в кислых и ней Раль-)0 нйх средах на электродах из благодар- ных металлов, обычно используемых в качестве индикаторов окислительного состояния растворов, не удалось. Это связано с установлением на электродах 15 смешанных (а не равновесных) потенциалов, зависящих от кинетических параметров электродных процессов, а значит, от материала электрода, гидродинами ческих условий в растворе, наличия 20 примесей и т.д.

Для щелочных растворов перекиси водорода результаты изучения электродных процессов на электродах, выполненных из разных материалов, и зависимости 25 потенциалов электродов от состава раствора находят объеснение при рассмотрении двух окислительно-восстановительных процессов в растворе и на электроде: 30

KI

О + 2Н О+2е Н 0 +20Н (4)

2 2, 2 2

Самопроизвольное разложение растворов перекиси водорода доказывает протекание этих процессов, и чем больше величина отношения, тем больше оснований ожидать обратимости изучаемого электрода только к системе (1) и получения равновесных потенциалов, определяемых реакцией (1) (иэ вестно, что скоростью анодного процесса реакции (2) в рассмотрениях можно пренебречь)

Известны платиновые и золотые электроды на которых были получены в щелочных растворах в зависимости от кон" центрации Н2О2 в системе 02)H Опри кон2 центрации перекиси водорода, меньшей

10 М. Однако постоянные значения потенциалов электродов не были достигнуты, так как металлы платиновой группы и золото в щелочных растворах способствуют каталитическому разложению.

600426

Известно также, что, потенциалы, близкие к равновесным, для системы

О>/Н О в щелочных средах, были обнаруженй на ртути и серебре, на ртутном электроде при концентраииях Н 0,2

10 M — 6 10 М. Однако определение

H 0 на ртутном электроде пронодилось только в полярографических, а не н потенциометрических опытах, к тому же в щелочных растворах перекиси водорода ртуть подвергается анодному окислению, что ограничивает работоспособность ртутных электродов.

Известны электроды с малой каталитической активностью и высокой индиф" ферентностью, изготовленные иэ электронопроводящих стекол. Наиболее широкие возможности для целей потенциометрического определения H 0 в щелочных рас творах имеют элек троды из слоя графита или актиниронанного углерода, нанесенного на электронопроводящую основу, снабженную токоотводом. Эти материалы активно исследовались для отработки технологии электрохимического получения перекиси водорода. Однако при использовании их в качестве индикаторных электродов при потенциометрических определениях перекиси водорода была обнаружена плохая воспроизводимость результатов от электрода к электроду, нестабильность характеристик во времени.

Это связано с прникновением раствора в поры материала электродов со значительной каталитической активностью графита (углерода) по отношению к растворам перекиси водорода возникнонением локальных элементов, нарушающих обратимое функциониронание электродов.

Таким образом, недостатком рассмотренных выше электродов являются нестабильность, плохая воспроизводимость потенциалон в раствОрах перекиси водорода и ограниченный диапазон концентраций, в которых возможен потенциометрический контроль за концентрацией Н О . Поэтому электрод для определения концентрации Н О н

2 настоящее время нигде не используется.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона иэмерений с сохранением обратимости электродной функции. Поставленная цель достигается тем, что основа выполнена в виде стеклянного электрода с индикаторной мембраной из электро; нопровоцящего силикатного стекла, а слой активированного углерода (или графита) имеет толщину не более 10 см.

Индикаторная мембрана основы выполнена иэ электронопроводящего силикатного стекла, содержащего окислы желеэа или титана.

На фиг. 1 н 2 показаны два варианта предлагаемого электрода. а е ттат ра,у атГс * гт иа

45 дЕ

С,P

2,3RT дрн Н202 0 2Р где E -ЭДС гальванического элемента;

2,3RT

= 29 мв при 20 С.

Для указанного интервала составон растворов установлено следующее.

Потенциалы электродов стабильны и воспроизводимы. Различия в показаниях разных образцов электродов не превышают +1 МВ. Скорость установления потенциала высокая и время достижения равновесия не превышает 3 мин. Марка графита иэ укаэанного выше списка и вид стекла индикаторной мембраны не

Электрод состоит из стеклянного корпуса 1, токопроводящего электрода 2, индикаторной мембраны 3 из электронопроводящего стекла, слоя графита (активированного угля) 4, внутреннего

5 заполнения 5. Нанесение такого слоя графита (углерода) на электрод с предварительно протранленной поверхностью в НГ производят следующим образом, 10

В металлической пластинке просверливают по форме индикаторного шарика углубление, н которое насыпается графит (активированный уголь). Вращением электрода проводят внедрение порошка в поверхностный слой стекла.

Лишний слой порошка сдувают с поверхности. В качестве материалов для внедрения рекомендуются уголь спектральный

ТУ 01-7 — 62, графит мелкозернистый

ВТУ 614-60, уголь активиронанный медицинский (изготовленный на Борщаговском заводе химфармапрепаратов) .

Предложенная композиция позволяет улучшить условия адсорбции кислорода на поверхности стекла н изменить свойства графита (активированного угля) за счет малой толщины и нанесения на индифферентную по отношению к раст30 вору подложку — электронопроводящее стекло.

Функции полученного электрода проверяют в гальваническом элементе.

Концентрацию перекиси водорода из35 меняли в интервале 5 10 — 10 1голь/л рН 12,7-14,3; давление 0 (РО ) 0,21 атм. Для интервала концентрации

Н2О 5 ° 10 -10 моль/л при рН 13,0-14,3 и давлении 0 0,2-1 атм было получено

40 дЕ 2,3RT — С, pH= — дВ тР "z0z 2F

60042Ь

Формула изобретения

Составитель Н. Алимова

Техредй А.Богдан Корректор Н. Ковалева

Редактор 3. Старикова

Заказ 1894/59 Тираж 1112

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная 4

1 сказывается на электродных характеристиках. Электродные характеристики в щелочных растворах остаются постоянными, не менее 500 ч. ) 1. Электрод для потенциометрического измерения содержания перекиси р водорода, состоящий из слоя активированного углерода или графита, нанесенного на электронопроводящую основу, снабженную токоотводом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, основа выполнена в виде стеклянного электрода с индикаторной мембраной из злектронопроводящего силикатного стекла, а слой активированного углерода или графита имеет тол-г шину не более 10 см.

2. Электрод по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что индикаторная мембрана основы выполнеча из электронопронодящего силикатного стекла, содержащего окислы железа или титана.