Состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/30 

0U&.f Изобретение относится к области физико-химического анализа, в част ности к определению содертания перренат-ионов в растворах, промыш ленных водах, технологических проц сах, а также к созданию ионоселективных элек1родов с перренатной функцией. Известен состав мембраны ионоселективного электрода, предназначенного для определения перренатионов, в котором в качестве электродно-активного вещества.использу ют перренат тетраоктиламмония, а в качестве растворителя - нитробензол l . Наиболее близким к предложенному по технической сур ности являетс состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренат ионов, содержащий электродноактивное вещество и органический раство ритель . В качестве электродно-активного вещества известного состава исполь зован перренат тетрафениларсоння, растворителем служит бензол, хлоро форм, дихлорэтан, нитробензол 2j . Недостатками известных мембран являются невозможность определения концентрации перренат-ионов в раст pax, превышающих 0,1 М, химическая нестойкость применяемых электродно агктивных Веществ, а также нестабильность измерений в процессе длительной эксплуатации электродов (потенциал электродов для растворов перрената одной и той же концентрации в течение 10 сут изменяется на t10 мВ. Срок службы ReO -электрода с чет вертичными фocфoниeвы IИ основаниями в качестве электродноактивных веществ составляет один месяц. Целью изобретения - является расширение диапазона измеряег шх концентраций перренат-ионов и увеличение срока службы мембраны Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов, содержащем Электродноактивное вещество и орган ческий растворитель, в качестве электродноактивного веществаисполь зован трехъядерный стеарат хрома (III) при следующем соотношении компонентов, вес.%: Трехъядерный стеарат poMadllO0,5-4,0 96,0-99,5 Растворитель На фиг. 1 представлена зависимость ЭДС гальванического элемента -AgUgCl, КСИ 0,01М (Е), в которую включен электрод с мембраной предложенного состава, от ло1арифма активности перрената аммония (aiNIbPeO); на фиг. 2 характеристика влияния рН. водных растворов с постоянной концентрацией перрената на ЭДС гальванического элемента; на фиг. 3 характеристика влияния меыакадих ионов на ЭДС гальванического элемента. Электродноактивное вещество получают следующим образом. В колбу, снабженную обратным холодильником, помещают 5 г нитрата хрома (ill), добавляют 50 мл органического растворителя диоксан и нагревают в течение часа при 65-70 С. Затем в колбу вводят 10,65 г стеариновой кислоты и продолжают нагревать в течение 8-10 ч. После концентрирования и охлаждения выпавший осадок отфильтровывают, промывают горячей водой, этиловым спиртом и высушивают. Ниже приведены данные элементного анализа синтезированного соедине-. ния. Для Сг50( ) ( ) . %: С 65,84; Н 10,73; Найдено, Me 7,40. С 65,26; Н 10,88; Вычислено, Me 7,85, Трехъядерность и состав полученного соединения подтверждена методами электронной, ИК-, и ЭПРспектроскопии, магнитной восприимчивости. ЯСидкостная мембрана изготовляется путем растворения навески электродноактивного Вещества 0,5-4,0 в 99,5-96,0 г органического растворителя (децилового спирта). Полученный раствор приводят в контакт с 0,1 М водном раствором в течение 24 ч ПРИ, комнатной температуре для придания мембране ReO -функции. За указанное время осуществляется практически полная замена аниона NOg на ReO . Жидкостной перренатный ионоселективный электрод конструктивно выполнен в форме, применяемой для ионоселективных электродов с жидкостной мембраной. в данном случае использована трехкамерная электродная ячейка, в которой гкидкостной ионообменник разделяет два водных раствора перрената аммония, В качестве электродов сравнения использованы хлорсеребряные электроды ЭВЛ-1-3 М. Электродные свойства исследовали при помощи гальванического элемента:I NH4Re04UCl, AgCl Ag М Пример 1. Растворяют 0,5 вес.% электродноактивного вещества - стеарат хрома в 99,5 г децилового спирта. Полученный раствор приводят в контакт с 0,1 м водныгл раствором NH-4PeO в течение 24 ч при комнатной температуре для придания мембране ReO -функ-ции. . Результаты опытов (фиг. 1, табл. 1), показывают, что зависимость ЭДС гальванического элемента от логарифма активности перренатионов при 0,5%-ном содержании электродноактивного вещества в мембране имеет прямолинейный вид в пределах концентрации Н}ЦВеО 0,25310 М с наклоном, соответствукядим уравнению Нернста (59 мВ при 25°Cj. Коэффициенты активности для NHxReOj рассчитывают по уравнению Дэвиса. При уменьшении концентрации перрена та амг/1ония нинсе 310 М наблюдаются отклонения от прямолинейной зависимости. Время установления равновесного значения ЭДС в разбавленных растворах составляет.10-15 мин. Аналогично получаютсоставы мембран для следующих ингредиентов: 1,Овес.% 1.Стеарат хрома 99,0вес.% Растворитель 2,0вес.% 2.Стеарат хрома 98,0вес.% Растворитель 4,0вес.% 3.Стеарат хрома 96,0вес.% Растворитель в табл. 1 представлена зависимос ЭДС гальванического элемента от логарифма активности перрената аммо ния при различном процентном состав электродноактивного вещества в мембране.. При изменении содержания электро ноактивного вещества от 0,5 до 4,0% электрод сохраняет линейную функцию в интервале 0,25-3 ,0-ICT M р наклоном 59 мВ. Время установлени равновесного значения ЭДС для мемЬран, содержащих 1,0; 2,0 и 4,0 вес электродноактивного вещества состав ляет О,5-1,5 мин. Увеличение содержания электродно« активного вещества в мембране выше 4,0% ограничено растворимостью стеарата хрома (III). Снижение концентрации электродноактивного вещества менее 0,5% для шдкофазного электрода нежелательно ввиду нестабильности измерений в разбавленных растворах перрената аммония. Оптимальный состав хидкостной мембраны 1,0-2,0 вес.% раствора стеарата хрома (ill). Измерения, проведенные в растворах с постоянной концентрацией NHjiReO, равной 0,1 М, и переменными значениями рН, которое достигалось введением в раствор серной кислоты и едкого натра показали фиг. 2 , что предлагаемый ионоселективный электрод сохраняет перренатную функцию в интервале рН 0,4-9,5. Время жизни элезстродов с оптимальным содержанием компонентов мембраны, находящейся в контакте со стандартным раствором HIl(jReO(|, более года. Измерения, проведенные на протяжении 10 мес показывают, хорошую сходимость. В табл. 2 показано влияние вре-. мени на электродные свойства мембраны, {концентрация стеарата хрома в мембране равна 2,0%.) На фиг. 3 и в табл. 3 представлены данные по селективности разработанного -электрода, полученные по методу смешанных растворов при измерении ЭДС гальванического элемента в растворах с постоянной концентрацией мешающих ионов, равной 0,1 М, и переменной концентрацией перренатионов. (концентрация стеарата хрома в мембране равна 2,0%). Преимущества предложенного состайа мембран по сравнению с известным заключается в расширении интервала определения концентрации ReO -ионов до 0,25 г-ион/л, доступности исходных реагентов для синтеза электродноактивного вещества, а такж в долговечности мембраны.

Таблица

СОСТАВ MEtffiPAHU ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕ РЕНАТ-ИОНОВ, содержащий электродноактивное i вещество и органический раЬтворитель, отличающийс я тем, что, с целью расширенияь диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличения срока службы мембраны, в качестве электрОдноактивного вецества использован трёхъядерный стеарат хрома (III) при следующем соотношении компонентов , мае.%: Трёхъядерный стеарат хрома (TII)0,5-4,0 i Органический растворитель 96,0-99,5 СЛ С -боа

0,747

0,179

г 7,73-16

1,112

1

1,390 4,08-10

,-2 2,54-10

1,595

9,0

2,046 2,8«10

2,550

-

3,015

ЭгбЗЮ

,-4 2,9410

3,530

4

9,89.

4,005

------ - - - - - т- -

ЭДС гальванического элемента, мВ

-76

77

-78

56

-56

-57 -57 -40

39

-40

39

-28 -28 О

27

27

+1

+2

2

+29

29

+ 29

+ 29

+54 +54

+55

55 + 79

+78

78

+79 +82

+82

+81

81

Таблица 2

Мешакхцие ионы

ЭДС галвванического элемента, MB

68 -68 -69 -69 -68 -68

2:1

С мешающегоиона Концентрация 0,8361,112 1,39 НцРеО, М

-Таблица 3

+18

5

-39

+34

+3

+42 -39 +15 +26 +30 5

+2 -39

+2 6 +16 + 31 +35

-30 45 -30 5 -30 -30 +18 О -39 +41 5 +60

-t-3 +6

-6 -39 +4 5

1:11:21:101:201:501:100

8

12 рН

10

фиг. 2 2,046 2,272,683,0

E,f1B 60

40

20

-20

0

-60