Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов меди,никеля,кобальта или кадмия в растворах Советский патент 1984 года по МПК G01N27/30 

о со

05 ел

ел

Oi Изобретение относится х методам физико-химического анализа и может быть использовано при изготовлении мембранных электродов для анализов ионов меди5 никеля, кобальта или кадмия в растворах о Известны гетерогенные мембранные электроды, мембрана которых состоит из матрицы и электродноактивного вещества, в качестве которого применяются труднорастворимые низкомолекулярные соединения Cl ll К недостаткам таких электродов относится малый срок эксплуатации -от двух-трех недель до одного-шести месяцев 5 из-за постепенного вымывания электродноактивного вещества, что ухудшает характеристики электро дов . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому являет ся состав мембраны ионоселектйвного электрода для определения активност ионов .меди:, никеля, кобальта или ка мин в растворах, включающий матрицу и комплексонит в форме соли потенци ал определяющего иона. Известная мембрана на основе мат рицы и комплексонйта содержит актив 1-1ые группы иминодяуксусной кислоты при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%: Матрица-силиконовый каучук 50 Комплексонит3 содержащий группы ИШЮОДИУКсусной кислоты в форме соли потенциалопределяюгаего иона50 Электро.оь с такими мембранами имеют, например,, цинковую или никел вую электродные функции с наклоном,. близк1-1м к теоретическому (2829 мВ/pZn или р Ni). в диапазоне концентрацг-ш потендиалопрелеляюших ионов от ЫО- до. 1-Ю- моль/л 2 К недостаткам таких электродов следует отнести практически полное отсутствие селективности. Они теряю свою электродную функцию в присутствии посторонних двухвалентных ипк Целью изобретения является увелк пение срока эксплуатации и повышени селективности мембраны, . Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электропя для оггрелелеки активности ипнпв мили, никеля, ко6Iбяльта кяк кадмия в растворах, вклю7 чающем г-атриг.г/ и комплексонит в форме сол;-): глотенциалоопределяющего ионг, Б качестве комплексонйта исполь зуют цел.иголозяое волокно, содержащее кимическп связанные гидроксамовые rpynroji Б форме соли меди, никеля, кобальта или кадмия, а в качестве матрицы - поливинилхлорид и дибутил- фталат при следующих соотношениях к омпон S н т о в, ма с,%: Поливчя -1лхлорид 12-20 Дибутилфталат38-60 Комплексен; . Остальное Звелкчекие содержания комплексонйта свыше 50% ухудшает механические свойства мембраны не образуется прочная, эластичная, монолитная пленка, Г.c-Jтeнциaл такой мембраны или не устанавливается совсем, или плохо ;госгфоизводится. Умеиьшен1-1е содержания комплексита Н1Ше 20% приводит к увеличению сопротивлер ия мембраны и невозможности кзмеренр1Я обычными приборами. Увеличение содержания поливинилхлорида свыше 20% при одновременном ;/меиы;1е(Ши количеств-а либутипфталата ухудшает воспроизводимость измерения Потенциалы для одного и того Ж8 раствора с разнььм заполнением Могут отлг чаться более чем на 10 мй. Уменьшение содержания поливинилхлорида, нюке 12% приводит к ухудшению качества пленки аналогично увеличению содержания комплексонйта. В пределах содержания ингредиентов мембрань.; электродные характеристики мембран практически не зависят от состава мембраны. Пркго.Ойление мембраны с Ni-функгучей;: .i,.2 г- поливинилхлоридя растворяют прк )0-SO°C с 2,5 г циклогексаноиа прк тщательном перемещиваиии до растворения. Затем добавлязот 0,6 г дибутилфтзлата и 0,2 Г растертого в порошок комплексонйта, масыщенного ионами никеля, Смесь тщательно перемешивают- до получения однородной кассы, не содержащей пузырьков воздуха. Смесь выливают в чашку Пет-ри к высушивают на воздухе. Через 72 ч образуется эластичная пленочная , мембрана толщиной О .,5-0, 7 мм Мембраны с Си-, Со, Cd- функцикмн получают аналогичным способом. Из готовой мембраны вырезают диски d .V 12 t.n.i и приклеивают раствором поливинилхлорида в циклогексаноне к торцу поливинилхлоридной трубки. В корпус трубки заливают приэлектродный раствор (0,1 М раствор хлорида соответствукицего металла) , электрод погружают в 0,1 М раствор хлорида соответствующего металла и вымачивают в течение суток. В качестве внутреннего контактного электрода применяют хлорсеребряный электрод. .

Электродную функцию Ni-, Си-, Сои Cd-мембран изучили путем измерения ЭДС цепи: Ag, Ар,С1- внутренний раствор- ме1чбрана-исследуемь й растворнасыщенный КС1-электрод сравнения. Значения ЭДС измеряли с помощью иономера ЭВ-74, электрода сравнения ЭВЛ-1МЗ.

Угловые коэффициенты калибровочных кривых 9 мембран с различным содержанием ингредиентов в растворах хлоридов определяемых ионов металлов представлены в табл. 1

Как видно из табл. 1, мембраны имеют CUT, Ni-, Со-или Cd- функцию в зависимости от солевой формы комплек- сонита. Поэтому на основе одного и того же комплексонита, варьируя солевую форму целлюлозного волоКна, содержащего химически связанные гид- роксамовокислые группы можно приготовить электродноактивные мем-. браны с Си, Ni-, Со- или Cdфункциями.

Электродная функция по, каждому иону выполняется .в диапазоне концентраций 1-10 М соответствующих ионов с угловым коэффициентом 0 , близким к теоретическому.

Оптимальным составомпредлагаемых мембран выбран состав с наименьшим содержанием комплексонита:- 20 мас.% по сравнению с 50 мас.% лля известного состава.

Предлагаемые мембраны в отличие от. известных сохраняют линейную электронную функцию в диапазоне концентраций в присутствии ряда ПОСТОРОННИХ ионов (табл. 2). Зависимость электродной функции от присут ствия ряда- посторонних ионов представлена в табл. 2.

Изучение изменений потенциала Е и углового коэсЬФициента во времени в диапазоне концентраций хлоридов потенциалопределяющих ионов 1-10 М (табл. 3) показывает, что электродные характеристики предлагаемых мембран обладают хорошей воспроизводимостью, колебания потенциала в течение 1-2 лет не превьшшет : :2-6-мВ, Колебания потенциала и углового коэффициента во времени, представлены в табл. 3.

Селективность и длительное сохранение электродной функции позволяет .применять предлагаемые мембраны в отличие от известных, по крайней мере, в течение 1-2 лет.

Т а б л и ц а .

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ МЕДИ, НИКЕЛЯ, КОБАЛЬТА ИЛИ В РАСТВОРАХ, включающий матрицу и комплексонит в форме соли потенциалопределяющего иона, отличающийся тем, чт.о, с целью увеличения срока эксплу атации и повышения селективности, в кач-естве комплексонита используют целлюлозное волокно, содержащее химически связанные гидроксамовые группы в форме соли меди, никеля, кобальта или кадмия, а в качестве матрицы - поливинилхлорид и дибутилi фталат при следующем соотношении компонентов, мас.%: (Л Поливинилхлорид 12-20 Дибутилфталат38-60 Комплексонит Остальное

Cu+Z

12 15 20 12 15 20 12 15 20

Со+2

32,А

50 35 20 50 35 20 50 35 20 31,7 31 ,8 29,0 29,8 28-, 7 26,0 26,8 28,0

f2

12 15 20

Cd

0,7

0,01

1 0,01

0,3

1

0,03 0,01 0,3 0,01 0,7

о,сз

Продолжение табл. 1

50 35 20

27,4 27,0 28,6

-Таблица 2

0,5

Должны отсутствовать

0,05 Должны отсутствоБать

0,02 0,6 0,6

1

Таблица 3