Способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде Советский патент 1984 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к способам определения физико-химических свойс веществ в водной среде и может быть использовано для анализа растворов при производстве полупроводников, в сборных водах, в технологии получения различных изделий из серебра, его соединений и сплавов. Известен потенциометрический способ непрерывного автоматического к онтроля концентрации различных ионов, в котором использован ионоселективный электрод, содержащий поликристаллическую мембрану на основе халькогенидов и металлический контакт. -Определяемая концентрация находится в интервале 1 моль/л 10 моль/л . Однако известный способ обладает невысокой точностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде, заключающийся в измерении потенциала индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла в анализируемых и калибровочных растворах 2. Недостатком известного способа является низкая чувствительность стеклянного ионоселективного электрода, с его помощью можно определять концентрацию ионов серебра не менее 1080 мкг/л (5,0 ед. рА). Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых концен траций ионов серебра и повышение чувствительности и воспроизводимости определения. I Поставленная цель достигается тем, что согласно способу потенциометрического определения микрограммовых концентраций ионов серебра в воде, заключающемуся в измерении потенциала индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла в анализируе1уых и калибровочных растворах в оба раствора вводят гидроокись кальция в количестве 8±1 мг/л. Определение концентрации ионов серебра проводилось прямым потенцио метрическим способом, в котором использован концентрационный элемент внутренний полуэлемент стеклянного электрода, внутренний раствор стек лянного электрода, мембрана стеклян ного электрода, исследуемый раствор электролитический ключ с 10%-ным Ca(NO3)2, электролитический ключ с насыщенным КС1, электрод сравнения Л, .. На чертеже изображена предлагаемая установка. Установка содержит стеклянный электрод 1 ЭСЛ-51-07, электрические ключи 2 двойного солевого моста емкость 3,.заполненную 10%-ным раствором Ca(N03l2 / емкость 4, заполненную исследуемым раствором, емкость 5, заполненную 10%-ным раствором CalNOjIj , емкость 6, заполненную насыщенным pacTBOjioM KCl, электролитический ключ 7, заполненный насыщенным раствором КС1, вторичный прибор 8, мешалку 9, магнит 10. Приготавливалась серия калибровочных растворов с заданными значениями концентраций ионов серебра, в каждый из которых вводилось различное количество фонового электролита. После этого многократно измерялся потенциал электрода на установке с двоичным солевым мостом. Полученные данные обрабатывались математически. Для доказательства существенности предлагаемых в изобретении признаков в качестве фонового электролита применялись растворы гидроокисей натрия, калия, бария и кальция. Исходным для приготовления калибровочных растворов является раствор азотнокислого серебра с концентрацией 1000 мкг/л, который приготавливался из 0,001 н. раствора В свою очередь, 0,001 н раствор приготавливался из навески Ao-ftoj с последующим титриметрическим (по методу Мора ) определением концентрации ионов серебра. Калибровочные растворы и растворы гидрооки-сей готовились с применением дистиллированной воды, из которой предварительно был удален COg Удаление СО производилось длительнь1М (2-3 ч) кипячением дистиллированной воды с последующим охлаждением воды в емкостях, закрытых стеклянными трубками, заполненными аскаритом. Насыщенные растворы Са(ОН Ij и Ва(ОН)2 приготавливались.растворением 2 г/л Са (он )2 или Ва(ОН)2В дистиллированной воде без СО2 с последующей выдержкой Са(ОН осадком в течение 1 сут., после чего раствор отфильтровывался. После приготовления серии калибровочных растворов с добавкой растворов гидроокисей натрия, калия, бария и кальция производилась градуировка электрода ЭСЛ-51-07 на предлагаемой установке. Для этого последовательно каждым из калибровочных растворов заполнялась емкость 4, электрод выдерживался в данном растворе 2 мин (показания вторичного прибора при этом не записывсшись, раствор выливалсяJ. Затем снова этим же раствором заполнялась емкость 4, после чего записывались показания электрода через 2 мин и 5 мин с момента второго заполнения. По такой же методике производилось измерение потенциала элек трода в каждом из последующих растворов, причем измерения осуществлялись

от большей концентрации к меньшей. По полученным данным строилась градуировочная характеристика электрода в координатах мВ - pAg; или мВ - мкг/л.

Для проведения анализа в мерную колбу на 200 мп добавлялся раствор гидроокиси кальция, после чего объем доводится до метки анализируемо водой. Емкость 4 заполнялась анализруемой пробой и производилось измерение потенциала электрода по методике, которая описана для калибровоных растворов. По графику с гращуировочной характеристикой значение потенциала переводилось в концентрацию (мкг/л I. Время анализа при настроенной аппаратуре и снятой градуировочной характеристике не более 5 мин. Погрешность единичного определения не более 10%.

В таблице даны зависимость и воспроизводимость показаний чувствительности А - селективного электрода от условий эксперимента.

Индикаторный электрод из алюмосиликатного стекла в водной среде с добавкой гидроокиси кальция в количестве 8 мг/л и применении промежуточного электролитического ключа

с 1C%-ным раствором Ca(NOj) имеет наибольшую чувствительность и наилучшую воспроизводимость показаний (табл. эксперимент 10).

Таким образом, предлагаемый способ повышает чувствительность индикаторного электрода и расширяет диапазон измерения се| ебряного электрода из алюмосиликатного стекла в область малых значений концентрации 0 ионов серебра до 8,0 ед.рА.

Предложенный способ потенциометрического определения микрограммовых концентраций серебра в воде представляет большой практический интерес, так как может быть исполь5зован в ряде отраслей науки и техники, где требуется определение микроконцентраций серебра.

Разработана инструкция прямого потенциометрического определения микро0концентраций серебра с использованиемвыпускаемого отечественной промышленностью индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла (типа ЭСЛ-51-07) и подтверждена достоверность предложенного способа на стандартных и производственных растворах различного типа для диапазона до 8,0 ед.рА(.

СПОСОБ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОГРАММОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ИОНОВ СЕРЕБРА В ВОДЕ,заключающийся в измерении потенциала индикаторного электрода из алюмосиликатного стекла в анализируемых и калибровочных растворах, о т л и ча.ющийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых концентраций ионов серебра, повышения чувствительности и воспроизводимости определения, в оба раствора вводят гидроокись кальция в количестве 8+1 мг/л. 00 ел

4,0

080

14 14 6,0

108

11 7,0 14 14

1 8,0

14 14 14 14

5,0 6,0 7,0 8,0

14 14 14 14 14

5,6 6,0 6,3 7,0 8,0

- 12 мг/л NaOH

30 13 (30 мл/л 0,01N NaOH)

7

/50

8 мг/л NaOH

30 10 (20 мл/л 0,01N NaOH)

5/45

17 мг/л КОН

21 16 (30 мл/л 0,01N КОН/

28 12/77

Продолжение таблицы

8 мг/л КОН

(14 мл/л o,oiN кон;

15 мг/л Ва(ОН)2

7,5 мл/л раствора с концентрацией 2 г/л Ва (ОН )

8 мг/л BafoH)

4 мл/л раствора с концентрацией 2 г/л.Ва(ОН)2

24 мг/л Са(ОН j

15 мл/л насыщенного Са (ОН 2,

16 мг/л Са(ОН )

(10 мл/л насыщенного Са(ОН

10 мг/л Са(он;2

б мл/л насыщенного Са(ОН)2

Продолжение таблицы