Состав мембраны ионоселективного электрода для определения меди (1)

 

O П И С А Н И Е (),989441

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик . Социалистических

Реснубаик (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 08. 06; 81 (21) 3327б46/ I 8-25 с присоединением заявки М(23) П риоритет

Опубликовано1 5. О1. 83. Бюллетень М 2

Дата ояубликования.описания 18.01.83 (S l }NL. К.}.

G 01 N 27/30

Гваудлрствевай камнтвт

СССР ае аллам взебретевнй и еткрытнй (53) УДК 543. .257(088.8) 1

О.И. Петрухин и Ю.П. Холмовой т "=, "-. .. "

У

1 т

i р

Иосковский ордена Ленина и ордйиа. Трудоаого КрасЪ<6го

Знамени химико"технологический институт-- " - „/ им. Д.И. Менделеева (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СОСТАВ НЕИБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО

ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЕДИ (3) 1

Изобретение относится к мембранам ионоселективных электродов и может быть использовано в аналитической химии, в технологическом контроле электрохимических производств, в практике научных исследований. 5

Известны мембраны ионоселективных электродов для определения меди в растворах, содержащие в качестве электродноактивного вещества различные соединения меди, например Сц>3, халькогениды меди, дитизонаты, диэтилдитиокарбамат, алкилсульфокарбоксилаты меди t1 3.

Недостатком этих мембран является отсутствие селективности к меди (3) в присутствии меди (I!).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является состав мембраны, в котором в качестве электродноактивного вещестьа содержится сульфид меди, полученный осаждением тиосульфатом натрия, внедренный в поли2 мерную матрицу. Ионоселективный электрод с такой мембраной обладает линейной электродной функцией в интервале концентраций меди (ll) от

10- «10-.3 2 У

Недостатком материала мембраны с этим активным веществом является отсутствие избирательности к меди (I) в присутствии меди (II). Из сравнения произведений растворимости CuS и Си (8,. 1-10 4 и 2-10 41 соответственно) видно, что мембрана обратима одинаково к меди (II) и меди (I).

Цель. изобретения - повышение селективности определения соединений меди (I) в присутствии меди (33).

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны, содержащем электродноактивное вещество на основе меди и полимерную матрицу, в качестве электродноактивного вещества использован бис-(2,9-диметил- 1, 10-фенантролин)-куприпикрат (Си(ДИФен)д

Из полученной пленки вырезают диск и приклеивают его к поливинилхлоридной трубке того же диаметра.

Электродную функцию изучают путем измерения ЗДС гальванической цепи! (P t) Hg, Hgóqð Ù Сн (ДИФен) 4 10 м/л Сн (ДМФен) P i c 16 М Исследуемый раствор в дибутилфталате K>SO+,"Hg SO+,Hg(pt)H(P) Внутренний элект- Внутренний раствор Мембрана род сравнения сравнения

Электрод сравнения

Иоыоселективный электрод с помощью иономера 3В-74, Электродная функция линейна в интервале рСн от

6 5 до 4 с наклоном -57,9 мВ на порядок концентрации. Рабочий интервал рН 4-8. Время установления потенциа° Ъ ла не более 2 мин. Воспроизводимость электродной функции + 1 мВ.

Селективность определяют по методу смешанных растворов. Значения коэффициента селективности приведены в таблице.

Сн(ДИФен)2

Со(ДМфен)д

Zn (ДМФен) (4 i (ДИФен) Мешающий ион

4,4 1О

2,6 10

7,6-10-5

10-5

Коэффициент селектив ности

10 м/л меди (1), приливают 10 мл

4 10 И раствора ДМфен в 0,1 н.

HgS0, нейтрализуют раствор до рН

4-8, доводят до 1DD мл бидистиллированной водой и перемешивают. В полученный раствор погружают ионоселективный электрод и электрод сравнения и измеряют ЭДС. Содержание меди (i) находят по градуировочному гра фику Е(мВ) - pCu.

Как видно из таблицы, э4 ектрод можно применять в растворах, содер- в жащих катионы Сн + Ni>+, Со +, Zn +.

На основании полученных данных проводят определение меди (1) в технологических растворах по следующей ы методике.

К 1 мл медно-аммиачного технологического раствора, содержащего до

3 9894

Pic ) в количестве 10 >-10 М раст, вора.в органическом растворителе.

2,9-Диметил- 1,10-фенантролин (ДМФен) является специфичным реагентом на медь (1) и образует с ней катионный комплекс Сн(ДМфен), который в составе ионного ассоциата с крупным гидрофобным анионом, например пикрат-ионом (Pic ), используется в качестве электродноактивного ве- 1ю щества. Для обеспечения проводимости материала мембраны электродноактив, ное вещество растворяют в несмешиваю. щемся с водой нелетучем органическом ,растворителе, совместимым с полимер- 15 ной матрицей. В качестве полимерной матрицы используют поливинилхлорид, полистирол или другой полимер.

Для получения активного вещества

его очищают перекристаллизацией из m смеси бензол-дихлорэтан, отфильтровывают, промывают бензолом и сушат

41 4 при 378 К. Чистоту контролируют с пою мощью тонкослойной хроматографии на пластинках Silufol". В качестве подвижной фазы применяют смесь дихлорэтан - этиловый спирт(8:1). R< =

= 0,65.

Пример 1. К 5 мл 10 Ì раствора Сн (ДМФен) Р1с в дибутилфталате приливают 27 мл 104-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе. В результате получают материал мембраны состава, мас.3: 10 З И раствор Сн (ДИфен) Рic в дибутилфталате 75; поливинилхлорид 25 °

5 989

Пример 2. K 5 мл 10 М раствора Си (ДМФен) Pic в диоктилфталате приливают 12 мл 104-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на открытом воздухе, В результате получают материал мембраны состава, мас. ь: 10 М раствор

Сц(ДМФен) Pic в диоктилфталате 65; йоливинилхлорид 35. 1о

Свойства полученной мембраны аналогичны мембране, получаемой по примеру 1.

Пример 3. К5мл5-10ЗМ раствора Си(ДМФен) Р1с в трибутил" 1з фосфате приливают 20 мл 103-.ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на открытом воздухе. В результате получают ма.териал мембраны состава, мас.3:

5 10 М раствор Си(ДМФен) Р!с в трибутилфосфате 70; поливинилхло-рид 30.

Свойства полученной мембраны ана- щ логичны получаемой по примерам 1 и 2.

С помощью материала мембраны, выбранного за прототип, можно определять только суммарное содержание

Cu (Il) и Cu (I).

Пример 4. К 5 мл 2-10" М раствора Сц(ДМФен}+ Pic в дибутилфталате приливают 20 мл 104-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на открытом. воздухе. В результате получают материал мембраны состава, мас.3: 2-10 М раствор Си(ДМФен) Pic в дибутилфталате 701 поливинилхлорид 30.

Электрод с мембраной из этого материала обладает нижним пределом обнаружения .меди (I} 8-10=<М, а электрод е мембраной из материала, полученного по примеру 2, обладает. нижним пределом, обнаружения меди (I)

3 .10» М.

При содержании в материале мембра-. ны электродноактивного вещества ниже указанного предела значительно увеличивается время установления потен50 циала и ухудшается воспроизводимость электродной функции.

Пример 5. К 5 мл 3-10- М раствора Си(ДМФен) Pic" в дибутилфталате приливают 30 мл 103-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе.

М1 6

В результате получают материал состава, мас..3: 3 ° 10 4М раствор

Си(ДМфен)+ Pic,а дибутилфталате 70; поливинилхлорид 30.

Время. установления потенциала электрода с мембраной из этого материала до 12 мин, воспроизводимость электродной функции," 3 мВ.

Электрод с мембраной, полученной по примеру 1, обладает временем установления потенциала не более Z мин.

I и воспроиз водимостью электродной функции +-1 мВ.

Максимальное пластифицирующее действие большинства пластификаторов установлено при соотношении пластификатор:поливинилхлорид 70:30

;(мас.Ф). С уменьшением содержания пластификатора в полимере возрастает электрическое сопротивление мембраны и потенциал электрода становится неустойчивым.

fl р и м е р 6. К 5 мл 10 М раствора Си(ДМфен)+ Pic в трибутилфосфате приливают 30 мл 103"ного раствора поливинилхлорида.в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку

Петри и высушивают на открытом воздухе. Получают материал состава, мас.3: 10 Н раствор Си(ДМфен) Pic в трибутилфосфате 62; поливинилхлорид 38.

Электрод с мембраной из материала такого состава линейной электродной функцией не обладает.

C увеличением содержания пластификатора в полимере ухудшаются механические свойства последнего.

Пример 7. К 5 мл 10 М раствора Си(ДМФен)+ Pic в диоктил- . фталате приливают 10 мл 104-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе.

Получают материал состава, мас.3:

10 ЗМ раствор Со(ДМФен) Pic в диоктилфталате 78; поливийилхлорид 22.

Образующаяся пленка легко рвется и не пригодна для использования в качестве мембраны ионоселективного электрода ° Таким образом, выход за указанные пределы содержания компонентов состава, значительно снижая точность определения меди (!) и механические свойства мембраны, делает материал непригодным для использования в качестве мембраны ионоселективного

9894

Формула изобретения

Составитель И. Рогаль

Редактор Т. Веселова Техред О. Неце

Корректор Q. Билак

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5., Заказ 11116/63

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 электрода и значительно повышается нижний предел определения меди ()).

Предлагаемый состав мембраны обеспечивает возможность определения соединений меди (1) s присутствии значительного избытка соединений меди (1I) в растворах сложного солевого состава потенциометрическим методом с помощью ионоселективного электрода с мембраной из предлагаемого мате-. i0 риала, I

Состав мембраны ионоселективного 15 электрода для определения меди (I), включающий электродноактивное ве-! щество на основе меди и полимерную

41 8 матрицу, о т,л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения селек тивности определения в присутствии меди (II), в качестве электродноактивного вещества использован бис.-(2,9-диметил- 1,10-фенантролин)-куприпикрат в количестве 10 - 10 H раствора в органическом растворителе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лакшминараянайах Н. Мембранные электроды. Л., "Химия", 1979, с. 188195, 224, 242.

2. Rick Д,, Toth К., Pun@or Е.

А new hei егоgemons sol idsiaie

copper I I - seletive electrode.

Anaiyt. Chem. CIcta, 1972, 61, р. 169175 (прототип).