В.Н. Голубев, Б.A . Пурин, A.Ä. Гуцол, В.И. Пантелеев, И.A. Соболев и Л.И. Хомчик (72) Авторы изобретения (54) COCTAB МЕМБРАНН ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ СТРОНЦИЯ

Изобретение относится к физикохимическим иетодагл анализа, в частности к способу получения ионоселективных жидких мембранных электродов, используемых для анализа активности ионов стронция в водных растворах как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Известен мембранный электрод для ионов стронция на основе стеклянной мембраны (11.

Однако таким электродом с мембраной из специального сорта стекла можно анализировать содержание ионов стронция только в чистых водных растворах хлоридов и нитратов стронция в области 10 "- 10-лмол/л. В смешанных растворах использование этого электрода невозможно, потому что он имеет хорошую селективность к ионам кальция, бария, магния и железа (i!!).

При этогл ряд селективности стеклян ного электрода выглядит следующйм образом

Са +)Ва ) Hg г>5г 7 Fe:(! (), что делает нввозгложйым его использование в анализе стронцийсодержащих сложных водных растворов.

Кроме зого, етронциевый электрод с твердой стеклянной меглбраной очень легко отравляется в водных растворах, содержащих сульфат-ионы, а изготов- ление самих стеклянных мембран является довольно .трудоемким процессом.

Наиболее близким к предлагаемому ехническим решением является состав для определения активности ионов стронция мембраны на основе ди-2-:. этилгексилфосфорной кислоты, в качестве электродноактивного вещества и органического растворителя, теоретическая функция которого в растворах хлоридных солей стронция выполняется в интервале концентрации 1,05-10 " мол/л Г2 ). Однако применение этого электрода возможно только для чистых растворов солей стронция. В смешанных растворах, содержащих соли кальция, магния, натрия„ калия и цезия, определение стронция невозможно, поскольку для электрода на основе ди-2-этилгексилфосфорной кислоты имеет место следующий ряд селективности:

Са >Hg +>S Р+ цао.+, т.е. наилучшая избирательность наблюдается для ионов кальция и магния.

Добавление в раствор соли стронция солей Na+, К+, Cs+ при соотношении

987499

1:1 вызывает уменьшение теоретического наклона стронциевой функции электрода на 30-50 мВ, т.е. ошибка определения достигает 80-120":6.

Целью изобретения является повышение точности определения селектив- 5 ности и чувствительности °

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионосе-, лективного электрода для определения активности ионов стронция, включаю- 10 щем алкилфосфорное соединение в качестве электродноактивного вещества и органический растворитель, в качестве электродноактивного вещества использована стронциевая соль моноизооктилового эфира метилфосфоновой кислоты в следующих количествах, вес.Ъ:

Стронциевая соль моноизооктилового эфира метилфосфо-. . новой кислоты

Растворитель

2,5-20В

Остальное

В качестве растворителя использован 1,2-дихлорэтан.

Изменение природы электродноактивного вещества.в предлагаемой глембране, т.е. использование стронциевой соли моноизооктилового эфирд метилфосфоновой кислоты вместо ди-2этилгексилфосфорной кислоты обуславливает ряд преимуществ: способность функционировать в более кислых Средах (рН=1), по сравнению с известным электродом, высокую селективностьэкспериментально найденный ряд .избирательности предлагаемого электрода имеет вид

Sr )Ca )К >С +) Ba +>Mg +

40 значительно большую стабильность электродного потенциала во времени (дрейф потенциала составляет 1-2 мВ в сутки). Электрод с предлагаемой 45 мембраной работает в области концентраций ионов стронция 1,0-2 ° 10 мол/л при 15-50 С в интервале рН 1,0-7,0.

Крутизна калибровочного графика сос-) тавляет 28,0+1,0 мВ/pSr .

На фиг. 1 приведен калибровочный график предлагаемого электрода.

Электрод с жидкой мембраной такого состава позволяет проводить опре деление концентрации ионов стронция в сложных по составу водных растворах, что подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Определение стронция в чистых растворах.

Отбирают пипеткой 5 глл анализируемой пробы и помещают в стакан ем-костью 25 мл.- Ионоселективный электрод с жидкой мембраной на .основе стронциевой соли моноизооктилового эфира метилфосфоновой кислоты с концентрацией 2,5 вес.Ъ и стандартный хлорсеребряный электрод сравнения погружают в анализируемый раствор.

Через. 1-2 мин по величине ЭДС на калибровочногл графике (фиг. 1) определяют неизвестную концентрацию ионов.

Результаты анализа приведены в табл.1

П р .и м е р 2. Определение стронция в сложных растворах.

Определение стронция в водных раст. ворах аналогично примеру 1. Результаты анализа определения концентрации ионов стронция на фоне мешающих ионов, находящихся в 10-кратном избытке по отношению к содержанию ионов стронция, приведены в табл. 2., Пример 3. Определение стронция в сточных водах.

Анализ проводится.по методике, .описанной в примере 1. Результаты ,анализа представлены в табл. 3.

Сравнительные данные по определению стронция предлагаемым и известным способами приведены в табл. 4.

Сравнительные физико-химические данные для стронциевого электрода приведены в табл. 5.

Селективность,и точность определения стронция с помощью ионоселективного электрода с жидкой глембраной не изменяется в области концентрации мембраноактивного вещества, т.е. стронциевой соли моноизооктилового эфира метилфосфоновой кислоты 2,520 вес.4/в

Данные по определению концентрации ионов стронция на фоне 10-кратного избытка мешающих ионов Са +, Mg + приведены в табл. б.

Предлагаемый электрод может быть использован для прямого потенциометрического анализа ионов стронция в различных по составу водных растворах,. в том числе и в сточных водах.

987499.

Таблица 1

Теоретическое содержание ионов стронция в исследуемом растворе, мол/л

Экспериментально определенное содержание ионов стронция в анализируемом растворе, мол/л

Теоретическое содержание ионов стронция в анализируемом растворе, мол/л

4, 98. 10-2

5,0 10 Э

5,0-10-4

5,0-10

4,98 10

4с98 10 э

4,98.10 4

5,0 ° 10-4

4,97.10

Таблица 3

Концентрация ионов стронция, найденная предлагаемой методикой,мол/л

Концентрация ионов стронция, определенная. методом адсорбционно-атомной спектроскопии, мол/л

Концентрация мешаюцих ионов, мол/л

1,1-10

10-3

1 2-10 4

5.10 э Cse

8,10 4

1,7 10"

9 10 4 Са +

4 10 Э Cs+

3,2-10

2 .10

3,3.10

Cà

2 -10-э Ияя+

5 .10

84%

4,98 10-2

4 99.10-э

1 0-4

5,95 ° 10

5,11 10-Э

4 05 10

3,2%

1,9

5,0 ° 10 2

5 0 10 Э

0. 10-4

0,99%

0,,23%

Таблица 2

Экспериментально определенное содержание ионов стронция в иссле- дуемом растворе по результатам пяти измерений, мол/л

Таблица 4

987499 ия по бу

Ошибка определения

1,09 10

0,75 10 4

118%

0,4%

0,6Ъ

85, 5%

1, 02- 10-4

103Ъ

0,8а

0,6%

0,3%

Анализ невозможен вследствие низкой селективности жидкой мембраны

Известный

Ди-2-этил- Хлоргексилфос- бензол 1-5 10 форная к-та

3-5

15-20

Предлагаемый

1-7

1-3

Таблица 6

Концентрация ионов стронция, найденная предлагаемой методикой мол/л

Концентрация мешаюШих ионов., мол/л онцентрация етилфосфоноой кислоты, Ъ

5 10 Са + Mg<+

5 10 Са + Mg +

5.10 Са

4,97.10

03. 10-4

5,02.10

5 10З

5 104

5 10

2,5

4,98 10 3

4 98. 10-4

4,97.10

1,10. 10 4

1,80 10 4

3,30-10

Стронциевая соль моноизооктилового эфира метилфосфоновой кислоты

Теоретическое содержание ионов стронция в исследуемом растворе, мол/л

1,2-дихлорэтан 1-2-10

Продолжение табл. 4

987499

Формула изобретения

Стронциевая соль моноизооктилового эфира метилфосфоновой кислоты

Растворитель

2,5-20,0

Остальное

Составитель И. Рогаль

Редактор В. Иванова Техред С. Мигунова Корректор А.Дзятко

Заказ 10285/31 Тираж 871 Подпи сное

ВНШ!ПИ 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

Состав мембраны ионоселективного

-электрода для определения активности ионов стронция, включающий алкилфос- форное соединение в качестве электрод- 5 ноактивного вещества и органический растворитель, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения селективности и чувствительности, в качестве электродноак- lg тивного вещества использована строн, циевая соль моноизооктилового эфира метилфосфоновой кислоты в следующих количествах, вес.Ъ:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Е i senman 1. "Glass electrodes

for Hydrogen und other Cotions"

Princeples and Practiсе". р.1 Dekker

New-York, 1967, р . 41-57.

2. Машерова Е.A. и др ° Сб;"Ионный обмен и ионометрия, вып.1. Л., ЛГУ 1976, с. 144-153.

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов стронция

Способ изготовления ферментного электрода // 958950

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов кальция // 958948

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения @ -ионов // 957086

Устройство для обновления поверхности электрода электрохимической ячейки // 940043

Элекрометрическое буксируемое устройство для проведения измерений в жидких средах // 940042

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения 2,4-динитрофенола // 935777

Способ изготовления твердофазного ионоселективного электрода // 935776

Ионоселективный электрод для определения концентрации тетрафенилборат-анионов // 920499

Сравнительный электрод для ячеек измерения кислорода с твердым электролитом // 911297

Множественный микроэлектрод и способ его изготовления // 2112966

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям концентрации неорганических и органических соединений в различных объектах

Электрохимический газоанализатор для определения сероводорода в атмосфере воздуха // 2114425

Универсальный комбинированный ионоселективный датчик (варианты) // 2117281

Изобретение относится к устройствам для контроля ионного состава и свойств технологических растворов, природных и сточных вод и может найти широкое применение в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, горно-добывающей промышленности, энергетике, биотехнологии, медицине, экологии, геологии, а также при проведении высотных аэрокосмических и глубинных гидрологических исследований

Способ изготовления модифицированного электрода для инверсионно-вольтамперометрического метода определения следов тяжелых и токсичных металлов // 2124720

Изобретение относится к области электрохимических методов анализа, в частности для определения тяжелых металлов с использованием модифицированного электрода

Сравнительный ph-электрод // 2127427

Изобретение относится к потенциометрическим измерениям концентрации ионов в растворах, а именно к сравнительному рН-электроду, содержащему корпус, расположенные в корпусе электролит, ионопроводящую мембрану, разделяющую электролит и исследуемую среду, и помещенный в электролит чувствительный элемент, при этом электролит выполнен в виде кристаллогидрата NH4Ca(NO3)3nH2O, полученного реакцией обмена Ca(OН)2 с насыщенным раствором NH4NO3

Материал для кислородного электрода электрохимических устройств // 2146360

Изобретение относится к высокотемпературным электрохимическим устройствам с твердым оксидным электролитом и может быть использовано в качестве кислородного электрода в электрохимических датчиках кислорода, кислородных насосах, электролизерах и топливных элементах

Устройство для электрохимических измерений // 2150108

Изобретение относится к области электрохимических измерений, а именно к вольтамперометрическому анализу состава раствора, и может использоваться в химической, металлургической, пищевой промышленности, экологии, и, в частности, для контроля состава природных, сточных вод, биологических объектов

Способ приготовления электродов для вольтамперометрических определений // 2156974

Изобретение относится к способам приготовления электродов для вольтамперометрических определений и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах концентраций различных ионов металлов

Блок индикаторов скорости коррозии подземных металлических сооружений // 2161789

Изобретение относится к защите от коррозии подземных металлических сооружений

Металлооксидный ph-электрод // 2165615