Состав мембраны электрода для потенциометрических измерений кислотности фтористоводородсодержащих растворов Советский патент 1983 года по МПК G01N27/30 

СП

Изобретение относится к методам физико-химического анализа, а именно к потенциометричёским измерениям кислотности растворов, содержащих фтористоводородную кислоту или кислые раствоЕйы фторидов, и может быть использовано в химии, химиче,ской . технологии, в гидрометаллургических процессах, агрохимии. Известны стеклянные электроды для измерени я кислотности растворов flj. Однако эти электроды.не могут пр меняться в растворах, .содержащих кислые фториды или фтористоводородную кислоту, которые химически взаи модействуют с поверхностью активного элемв.нта стеклянного электрода. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является состав мембраны электрода для потен циометрических измерений кислотности фтористоводородсодержащих растворов , который содержит электродноактивное вещестио в виде оксиднованадиевой бронзы и связующее 2. Недостатком активных элементов таких электродов является низкая хи мическая стойкость в сильнокислых и сильнощелочных средах, что значительно сокращает срок использования и ограничивает диапазон измерения кислотности растворов. Целью изобретения является повыш ние химической стойкости и расширение диапазона измерения рН растворов. Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны электрода для потенциометрических измере ний кислотности фтористоводородсодержащих растворов, содержащем электродноактивное вещество в виде оксидно-ванадиевой бронзы и связующее, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-фторидную ванадиевую бронзу состава UaxVpOy-xF (где О X i 1) иди К УОзхРз-зх 0,25) при следующих соотношениях ингредиентов, вес.%: Оксидно-фторидная ванадиевая бронза90-95 Связующее5-10 По сравнению с активным элемен-г том известного состава (окисдными ванадиевыми бронзами) в анионной подрешетке часть атомов кисдорода заменена .на атомы фтора, что привело к большему упорядочению анионной подрешетки, а тем самым увеличи ло химическую стойкость активного элемента электрода. Синтез оксидно-фториДных ванадие вых бронз производится следующим образом. Взйтые согласно расчету по уравнению(l-x)V205--i-2xV02- -M. количества соответствующих компонентов тщательно перетираются и спрессовываются в таблетки. Синтез оксифторидных бронз осуществляется в стальной ячейке (реагирующие вадества помещаются в платиновый тигель с плотнозакрывающейся крышкой), за полненной аргоном при температуре 550с в течение 12ч.. Затем смесь перешихтовывается и производится еще одна термическая обработка при тех же условиях. Мембрана электрода изготавливается следующим образом. Кристаллы оксифторидной ванадиевой бронзы соответствующего состава тщательно сманивают со связующим веществом (растворенным в толуоле полистиролом, эпоксидным клеем с отвердйтелем или силиконовым каучуком) в весовых соотношениях 2,0-0,1 и нагревают (в случае полистирола) до получения густой массы (при использовании эпоксидного клея или силиконового каучука нагревание не производят), которую помещают в пресс-форму и прессуют в виде цилиндрических таблеток диаметром 6-7 мм и высотой 3-4 мм под давлением 150-200 кг/см. Полученные таблетки нагревают в течение 2-3 ч в сушильном шкафу при температуре 70 80°Cf затем охлаждают на воздухе и приклеивают эпоксидным клеем к горловине трубки диаметром 5-6 мм, изготовленной из эпоксидной смолы, (предварительно к нерабочей стороне |таблетки крепят токоотвод (из медной проволоки). Корпус электрода, устойчивый к действию кислот и щелочей, может быть изготовлен из соответствующего материала, напри- . мер, фторопласта. Для потенциометрических измерений в анализируемом растворе электрод используется в паре с электродом сравнения (хлорсеребряным или насыщенным каломельным электродом . В качестве базового объекта, принят стеклянный электрод, широко используемый в практике и имеющий в качестве активного элемента тонкую стеклянную мембрану, потенциал которой зависит от кислотности растворов. Этот электрод может быть с успехом использован, для измерения рН от слабокислых до слабощелочных растворов, однако не может быть применим для измерения сильнокислых, особенно сильнощелочных растворов, в том числе содержащих фтористоводородную кислоту или кислые растворы фторидов. Сравнительное изучение химической стойкости в кислых и щелочных средах предлагаемых электродов для потенциометрических измерений., известного состава и базового объекта проводилось путем погружения соответствующих электродов на длительный промежуток времени в раствор фтористоводородной кислоты (20% ) или едкого натра (30%), По количеству ванадия в растворах после пребывания в них предлагаемого электрода и известного и внешнему виду (наличия водородной функции) базового объекта судят о химической стойкости предлагаемого электрода, известного и

базового объекта, .

Результаты этих исследований

приведены в таблице и показывгиот,

что электроды, имеющие в качестве активного элемента оксидно-фторидные ванадиевые бронзы, обладают большей химической Стойкостью к кислотам и щелочам, чем известный и базовый объект. Приведенные примеры лабораторных испытаний показывают, что электроды являются более химически стойкими к кислотам и щелочам, обладают более широким диапаэонсм измерения кислотности (рН) растворов, чем электроды известного состава.

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ КИСЛОТНОСТИ ФТОРИСТОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, содержащий электродноактивное вещество в виде оксиднованадиевой бронзы и связук11цее,о т личающийс я тем, что, с целью повышения химической стойкости и расширения диапазона измерения рН растворов, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-фторидную ванадиевую бронзу состава Na V205-xF.x (где О xil) или .jj((,25 при следующих соотношениях ингредиентов, вес.%: Оксидно-фторидная ванадиевая бронза 90-95 Связующее5-10