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

Изобретение относится к технике физико-химического анализа,к области ионометрии,а точнее к ионоселективным электродам, и может быть -использовано для потенциометрических измерений актив- 5 ности карбонатных ионов в водных растворах с целью контроля состава жидких сред в химической промьшшенности,в сельском хозяйстве,а также в медико-биологических исследованиях.

С1SO

1,9-10 1,540

К

Электрод может вьщерживать примерно 10000-кратные избытки ионов С , So| НРО | 1000-кратные избытки ионов Ac и 10-кратные избытки Мб|. Для измерения активности

природных средах, например в морской воде, такая селективность электрода к сопутствующим ионам (С1 , 50) недостаточна, к тому же жидкий вариант электрода неудобен в эксплуатации .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав мембраны ионоселективного

электрода для определения активности карбонатных ионов, включающий

2SO

С1

З-Ю 3,3-10- 3,2-102 4,6-10 0,3 0,6

К

Известен карбонатселективный электрод с жидкой мембраной на основе специфического растворителя трифторацетилпарабутилбензола, содержащей добавку анионообменника Aliguat 336 13. Электрод характеследующей

селектив-

ся

гСО.

прив

аниону к иоряда посторонних

2НРО

N0, 4

2,б.10 2,6-10 2,9-10

-/

поливинилхлоридную матрицу и мембраноактивное вещество 2.

Соотнощение поливинилхлорида к . дибутилфталату равняется 1:3 по весу В качестве анионообменникаиспользуется хлорид тетрадециламмония, а активным веществом служит фторкетон. Их молярное соотнощение равняется 1:1 по весу. В качестве анионообменника используется хлорид тетрадециламмония, а активным веществом служит фторкетон. Их молярное соотношение равняется 1:1.

Известный электрод характеризуется, следующей селективностью к аниону в присутствии посторонних ионов:

2Sal

Bz

НРО

COCtAB МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ КАРБОНАТНЫХ ИОНОВ, включающий поливинилхлоридную матрицу и мембраноактивное вещество, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения селективности электрода, в качестве мембраноактивного вещества он содержит ортонитрофенилОКТШ10ВЫЙ эфир при следующем соотношении компонентов, мас.%: 25,0-33,3 Поливинилхлорид Ортонитрофенил66,7-75,0 ОКТШ1ОВЫЙ эфир л со

Приведенные константы селективности имеют тот же порядок, что и в случае жидкого варианта ионоселективного электрода и, следовательно, не являются удовлетворительными.

Цель изобретения - повышение се- лективности электрода.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионосе лективного электрода для определения активности карбонатных ионов, включающем поливинилхлоридную матрицу и мембраноактивное вещество, в качестве мембраноактивного вещества он содержит ортонитрофенилоктиловый эфир при следующем соотношении компонентов, мас.%:

25,0-33,3 66,7-75,0

На фиг. 1 представлен калибровочный график электрода на основе предложенного состава мембраны в стандартных растворах бикарбоната калия на фоне 0,1 М КС1; на фиг. 2 - то же, на фоне. М КС1 + 0,01 М триоксиметиламинометана в SO 2 фо1)ме трис-SO .

Ортонитрофенилоктиловый эфир способен к специфической сольватации основных, в частности карбонатных ионов, что обеспечивает высокую селективность мембраны к ионам COj по

сравнению с ионами СГ

SO

Электо1000000 избытки род выдерживает этих ионов. Благодаря свойствам ортонитрофенилоктилового эфира пластифицировать матрицу поливинилхлорида нет необходимости во введении дополнительно в состав мембраны пластификатора, т.е. ортонитрофенилоктиловый эфир является одновременно активным веществом и пластификатором. Присутствие в мембране ортонитрофенилоктилового эфира понижает сопротивление мембраны до 4-5 мОм, что способствует наличию хороших кинетических свойств электрода, в частности времени установления потен циала. Для рассматриваемого варианта электрода оно составляет 30 с 12 мин в концентрированной области растворов. При сопротивлении мембраны порядка нескольких мегаом нет необходимости во введении в мембрану обменника, например соли тетрадециламмония. Таким образом, в состав мембраны, селективной к карбонатному иону, вхо дят всего два компонента: поливинилхлорид и ортонитрофенилоктиловый эфир. Их концентрации можно варьировать в широких пределах, причем селективность мембраны при этом не изменяется. Однако при концентрации поливинилхлорида в мембране менее 25% наблюдается изменение механических свойств мембраны: мембрана стано вится мягкой и непрочной. При увеличении содержания поливинилхлорида в мембране более 33% наблюдается обратное явление: мембрана теряет эластичность, становится хрупкой, возрастает ее сопротивление. мемб AgCl, КНСО, КС1 Всего исследуют 3 серии электродов. Мембраны имеют состав, указанный в примерах 1, 2, 3. Зависимость ЭДС элемента от акти ности в растворе карбонатных ионов вьфажается уравнением .|1. где Е - стандартная ЭДС; 0 - температурный коэффициент Z - заряд иона; а активность карбонатных гл 3 ионов во внешнем растворе 1 284 Пример 1. Индикаторную мембрану готовят следующим образом. Берут 25 вес.% поливинилхлорида и смешивают с 75 вес.% ортонитрофенилоктилового эфира. Затем при перемешивании добавляют растворитель тетрагидрофурана в количестве 30 мл. Смесь перемешивают до получения однородной массы, не содержащей пузырьков воздуха. Приготовленную смесь выливают в чашку Петри и оставляют на сутки для испарения растворителя. Из готовой мембраны вырезают диски диаметром 10 мм и приклеивают клеем (поливинилхлорид в циклогексаноне) к торцу поливинилхлоридной трубки. Пример 2. Берут 33,3 вес.% поливинилхлорида и 66 вес.% ортонитрофенилоктилового эфира. Изготовление мембраны проводят аналогично примеру 1. Пример 3. Берут 29 вес.% поливинилхлорида и 70 вес.% ортонитрофенилоктилового эфира. Изготовление мембраны проводят аналогично примеру 1. Предлагаемый электрод состоит из корпуса, токоотводящего хлорсеребряного электрода, индикаторной мембраны и внутреннего раствора состава: 0,01 М КНСО + 0,01 М КС1. Готовый электрод перед измерениями вымачивают в течение суток в 0,01 М растворе КНСО. Исследование проводят в следующем гальваническом элементе, с переносом:AgCl jAg исследуемый раствор Практически определение активности карбонатного иона в исследуемом растворе проводят по калибровочной кривой, построенной в координатах ЭДС злемента-логарифм активности карбонатных ионов в растйорах с заданной концентрацией карбонат-ионов. Расчет активности карбонат-ионов в стандартных растворах проводят по формуле Q. N 2 00 нТсо2- н