Состав мембраны ионоселективного электрода для определения 2,4-динитрофенола
Союз Советсими
Соцмалмстмчесими
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17 ° 10. 80 (21 j 3212022(18-2g с присоединением заявки М (23) Приоритет (53) М. Кл.
Г 01 М 27/30
Теаударстееиный камитет
СССР (53) УДК 542.8 (o88.8) яо делам изобретений н открытий
Опубликовано 15.06.82 Бюллетень №22
Дата опубликования описания 15 . 06, 82
В.А.Дроздов, И.В.федотова, А.В.Гордиевск й, А.Ф.Жуков, Ю.И.Урусов, A,Â.Ýáðàëèäýå и С.И.Степанов (72) Авторы изобретения
4
Московский ордена Ленина и ордена ТрудовеарКрасного
Знамени химико-технологический институт им; Д. И. Итекде.щусева (2I) Заявитель (54) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНСЕЛЕКТИВНОГО
ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2,4-ДИ НИТРОФЕНОЛА
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к прямому потенциометрическому методу количественного определения 2,4-динитрофенола с использованием индикаторного мембранного ионселективного электрода, позволяющему в определенном диапазоне рН раствора (6-11) осуществлять автоматический контроль содержания 2,4-динитрофенола в сточных водах, а также регулировать содержание 2,4-динитрофенола в технологических растворах.
Известны ионселективные электроды для количественного определения целого ряда нитрофенолов. В качестве электродноактивного вещества используют пикраты тетрапентил- и тетрафениламмония, растворенные в
0-нитротолуоле j 1 ).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ионселективный электрод для определения 2,4-динитрофенола, содержащий мембрану на основе 2,4-динитрофенолята тетрадецилфосфония с 8-16 атомами углерода, введенного в связующее, и пластификатор (2).
Однако селективность такого электрода по отношению к ряду неорганических и близких по природе органических ионов невелика.
Целью изобретения является повышение селективности электрода, то
Поставленная цель достигается тем, что в состав мембраны ионселективного электрода для определения
2,4-динитрофенола, содержащий 2,4-динитрофенолятную соль четвертичного аммониевого или фосфониевого основания с 8-16 атомами углерода, связующее и пластификатор, в качест20 ве пластификатора используют 2-нитротриметилсилилбензол, а в качестве связующего - поливинилхлорид, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, вес.i, 935777
Поливинилхлорид
2-Нитротриметилсилилбензол
2,4-Динитрофенолятная соль четвертичного аммониевого или фосфониевого основания
20-40
59,5-78,5
0 5-1,5 >
0,01 И 0,01 М
2,4-динитрофенолят натрия
Исследуемый раствор
Мембрана нас.
АрГ1, Ад
При уменьшении содержания ПВХ в мембране (следовательно, увеличения содержания 2-нитротриметилсилилбен. зола) наблюдается ухудшение механических свойств мембраны, что приводит к уменьшению времени эксплуата" ции электрода. Так, например, при содержании в мембране ПВХ 8 вес.Ф получение пластифицированной мембраны невозможно. При содержании ПВХ от 10 до 174 время эксплуатации мембран составляет 1"3 недели, увеличиваясь с увеличением содержания ПВХ °
Увеличение содержания ПВХ свыше
40 вес.Ф {т.е. уменьшение содержания 2-нитротриметилсилилбензола) вызывает увеличение сопротивления мембран, что ухудшает воспроизводимость мембранных потенциалов, а сле" зодовательно, и точность измерений.
В табл. 1 приведены данные о воспроизводимости величин мембранных потенциалов электродов, Уменьшение содержания электродноактивного вещества 2,4-динитрофеноля- з5 та ЧАО или ЧФО от 0,4Ф и менее приводит к резкому увеличению сопротивления мембран и не позволяет использовать стандартное потенциометрическое оборудование. При содержании мембраноао активного вещества 1,5 вес.Ф наблюдается выкристаллизовывание соли из органического растворителя, что резко . уменьшает срок службы электродов.
Для приготовления 2,4-динитрофенолятных солей четвертичных аммоние : вых или фосфониевых оснований в делительной воронке энергично встряхивали водный раствор 2,4-динитрофенолята натрия и хлороформный раствор галогенйдных солей, четвертичных аммо" ниевых или фосфониевых оснований (малярные концентрации растворов и их обьемы одинаковы). Хлороформный слой отделяют от водного, затеи несколько раз промывают дистиллиро-ванной водой и выпариванием растворителя получают соответственно 2,4-динитрофеноляты четвертичных аммониевых или фосфониевых оснований.
Для получения пленки на поливинилхлоридном каркасе с содержанием электродноактивного вещества 10 или 5 ° 10 Ì растворяют точные навески солей в 2-нитротриметилсилилбензоле, затем смешивают с 10 ным раствором поливинилхлорида в циклогексаноне.
Полученную смесь выливают в чашку
Петри. После испарения циклогексанона из пленки вырезают диски (ф 68 мм, 1 1-2 мм), которые затем приклеивают к корпусам электродов.
Пример 1. Приготовление материала мембраны следующего состава, вес.4. поливинилхлорид 20; 2-нитротриметилсилилбензол 79,5, 2,4- динитрофенолятная соль тетрадецилфосфония 0 5, 0 55 ° 10 г 2,4-динит рофенолята тетрадецилфосфония растворяloT e 1 мл 2-нитротриметилсилилбенла и смешивают с 3,8 мл 10i-ного раствора поливинилхлорида в циклоге ксаноне.
Пример 2. Приготовление материала мембраны состава, вес. : поливинилхлорид 30; 2-нитротриметилсилилбензол 69; 2,4-динитрофенолятная соль тетрадециламмония 1.
0,98 10 r 2,4-динитрофенолята тетрадециламмония растворяют в 1 мл
2-нитротриметилсилилбензола и смешивают с 4,1 мл 103-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне.
Пример 3. Приготовление материала мембраны состава, вес.3: поливинилхлорид 40; 2-нитротриметилсилилбенэол 58,5; 2,4-динитрофенолятная соль тетрадецилфосфония 1,5.
1,1 г 2,4-динитрофенолята тетрадецилфосфония растворяют в 1 мл 2-нитротриметилсилилбензола и смешивают с 4,3 мл 10>-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, Электродные характеристики полученных ионселективных мембран изучены с помощью рН-метра (рН-340), работающего в режиме милливольтметра.
При измерениях использовали следующую цепь:
5 9357
Таблица 1
Воспроизводимость электродных потенциалов 2,4-динитрофенолятселективных электродов (состав
4 мембраны: 1Ф 2,4- динитрофеноляттетрадецилфосфония; 473 2- нитротриметилсилилбензола; 52Ú ПВХ) Е, мВ, при концентрации 2,4-динитрофенола, М
10 10 10 10 10
240
180
122
241
185
118
58
184
230
115
126
243
189
251
193
121
10
251
198
122
57
260
126
193
252
57
112
191
258
191
107
Экспериментально определено, что угловой наклон электродных характеристик близок к теоретическому и составляет 59@2 мВ.
Коэффициенты селективности рассчи- S таны традиционным методом. Численные значения коэффициентов селективности для электродов на основе 2,4-динитрофенолята тетрадецилфосфония приведены в табл. 2. Использование 1В в качестве электродноактивного вещества солей четвертичных фосфониевых оснований с другими радикалами, а также солей четвертичных аммониевых оснований не влияет на селективность 15
7? 6 полученных электродов к 2,4-динитрофенолят-ионам. Как видно из табл. 2, применение пластификатора - 2"нитротриметилсилилбензола увеличивает селективность 2,4-динитрофенолятного электрода к неорганическим и близким по природе органическим ионам в 100 и более раз.
Потенциалы предлагаемого электро да довольно стабильны, его изменения не превышают 1-2 мВ в неделю.
Электрод сохраняет электродную функцию в течение 6 мес эксплуата" ции. с(l
Ю C) OO л
Ф
1 ш ! ч л
Ю
-а.
ОЪ ч
IO рА (Ю
Гч
- Ф
М\
Ю и Ю
Ф
CO
Ю О
lo ! о
01
Ю л
СО сч л сч и
tn !
Ю
\г
Lc)
Ю
v ч 3
C) 4Ъ
Ю!
Ч Ъ
Ю1
Х о
8 е! с л
LA сч л
ГО л! ч
In !
Ю (V!.л !
Ю
in
Ю
М !
Ю
\г
I I
1 I» ! z к
I Z Cj
z o
I N Z
1 I III
I О Я
1ч а
I I о 11 CL К
1 1- Ц
4 2
I 1 Э
1 В
1
1 I
1 Ol1 CL
1 I- 1
z o х z
1 I Э сч Е
I I
Г >
I
1 С4 ! !4\
I
1 ! 4
l сф.
И
I !
I !
I !
0I
1!
1 ! 1 ! ! и
CQ
1 1
I 1
1 I
1
1 I
1 в-! 1
0 1
1 1
I 1
1 1
935777
in
Ю
ln !
Ю
1 1
Ю
01
tg
1U о !
I
0т, I!
I
1 ф К о аz а 11- е о
>X S 1! Х О
Z Siaae о э os ф а Õ Г я сч (Р э в сс
>Я
Т3
Ф
III !
Щ с
LQ C
6)
Cl с
fg
CL
Э
E лO.
935777 10
2,4-Динитрофенолятная соль четвертичного аммониевого или фосфониевого основания
0,5-1,5
20" 40
59,5-78 5
Поливинилхлорид
2-Нитротриметилсилилбензол
Составитель И. Рогаль
Техред И.Рейвес Корректор Г.Огар
Редактор M.Ïåòðoâà
Заказ 4197/43 Тираж 887 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т
Формула изобретения
Состав мембраны ионселективного электрода для определения 2,4-динитрофенола, включающий 2,4-динитрофенолятную соль четвертичного аммониевого или фосфониевого основания с 8-16 атомами углерода; связующее и пластификатор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения селективности электрода, в качестве пластификатора используют
2-нитротриметилсилилбензол, а в качестве связующего — поливинилхлорид, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, вес.Ъ:
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. fladjiannon Т.P., Diamandis Е.Р.
Analytical study of a new pictatselective иеиЬгапе electrode. Anal.
Chim.acta, 94, 1977, с. 443.
2. Фетодова И.В. и др. Ионселективные пленочные электроды на мононитрофенолы и некоторые динитрофенолы, Журнал аналитической химии, т. 36, 1981, И 6, с..955-960, подп. к печ. 06.03.80 (прототип).
