Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов рубидия Советский патент 1985 года по МПК G01N27/30 

I Изобретение относите к аналитй- ческой хамки, в частности к новым составам жидкостных ионоселективных электродов, которые могут быть использованы для потенциометрического определения концентрации рубидия в водных растворах. Известен К -селективный электрод который можно использовать для определения активности ионов рубидия, Мембрана которого состоит из стекла состава Ка5(20% 5% Alj О,,, остальное SiO) ij . Недостатком известного техничес- . кого решения является отсутствие селективности к иону рубидия. Кроме того, в результате анализа на поверхности твердой мембраны, образуется гидроокисный слой, который .необходимо удалять при проведении повт-орного анализа. Поэтому электро дом со стеклянной мембраной можно определять рубидий только в его чис тых растворах. Наиболее близким техническим рещением к изобретению является соста мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов ру бидия на основе электродно-активног вещества в органическом растворителе. В качестве злектродно-актнвного вещества использован макроциклйческий комплексон, например валиномидин 2 , Недостаток известного технического решения заключается в том, что этим электродом возможно определени рубидия только в его чистых растворах, что не позволяет применять его при анализе рубидия в водных растворах, содержащих сравнимые количес ва ионов щелочных и п елочноземель- ных металлов. Целью изобретения является повы юение селективности мембраны электр да к ионам рубидия. Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионосе- лективного электрода для определени актнвноЬти ионов рубидия на основе электродно-активного вещества в органическом растворителе, в качестве эл ектродно-активного вещества испол зована рубидиевая соль 1, 4, 7, 0, 13, 21-гексаоксаг-18, 21-диазаци1шооктакозан и, 17, 25, 28-тетроиа, а в качестве органического растворителя - 1, 2-Дихлорэтана при сле352дующем соотношении компонентов, мае.%: Рубидиевая соль 1, 4, 7, 10, 13, 21- гексаокса-18, 2l-диaзaциклooктaкoзaн-14, 17, 25, 28-тетрона 0,05-7,5 1, 2-дихлорэтан Остальное Отличительной особенностью этого макроциклического комплексона является строгое соответствие размера его внутренней полости и размера катиона рубидия, что обеспечивает исключительную специ4я1чность данного комплексона. Экспериментально найденный ряд ионной избирательности электрода на основе предлагаемо- го состава жидкой мембраны имеет вид . |Электрод проявляет рубидиевую функцию в области концентраций ионов рубидия 0,5-540 моль/л в интервале рН 1-8, На чертеже показан-калибровочный график RJj -электрода, , (Крутизна калибровочного графика Rb -электрода составляет 5811 мВ/Rb при 21 С, Дрейф потенциала электрода в течение суток не превышает 1 - 2 мВ. Стационарный потенциал электрода „ в области концентраций 5. - 5 -10 М соли рубидия устанавливается практически мгновенно (15с), Выбор концентрационного интервала мембраноактивного комплекса обусловлен следующими причинами: верхний предел 7,5 вес,% - предельным растворением в 1, 2-дихлорэтане, а нижНИИ предел 0,05 вес,% - как предельным электрическим сопротивлением жидкой мембраны толщиной 1 мм (А. 10 Ом) позволяющим использовать отечественные рН-мш1ливольтметры, так и медленным (более 15-20 мин) установлением значения равновесного электродного потенциала. Выбор растворителя обусловлен следующими причинами, Плотность растворителя жидкой мембраны должна быть вьппе плотности раствора электролита. Комплекс ИЬ - макроциклический иганд обладает высокой раствори- моСтью в 1, 2-дихлорэтане, Вода обладает низкой растворимостью в 1,2-дихлорэтане г/100 мм).

Э 11

время жизни Rb -электрода с жидкой мембраной толщиной 1,0-1,5 мм ; составило в лабораторных условиях .(s ч непрерывного потенциометрического контроля) 600 ч , а при разовых анализах- свыше 1000 ч.

Предлагаемую мембрану ионоселективного электрода для определения рубидия готовят следующим образом.

Берется аналитическая навеска макроцикиического комплекс«на, раст- воряется в 1, 2-дихлорэтане, полученный раствор помещается в делитель ную воронку с водным раствором со ли КЪСР(объемы неводной и водной фаз берутся в соотношении 1:1) и производится экстракция в течение 1015 мин.

После этого экстракт, содержащий рубидиевую соль макроциклического комплексона, отделяется от водной фазы и его аликвот используется в качестве жидкой мембраны.

П р и м е р 1. Определение концентрации рубидия в технических растворах.

5 мл анализируемой пробы, содержащей 2. 1СГ моль/л рубидия и 5-Ю моль/л натрия, кальция, калия и хлорид-ионов с рН 6, помещают в измерительный стакан емкостью 25 мл. Для анализа используют электрод с жидкой мембраной состава, мас.%: рубидиевая соль комплексона 0,05 и 1,2-дихлорэтана 99,95. Через 10-15 мин замеряют величину по калибровочному графику находят величину концентрации рубидия -2,03 10 моль/л. Ошибка определения 1,5%.

П р и м е р 2. Определение концентрации рубидия в технологических растворах.

35354

- 5 мл анализируемой пробы, содержащей 10 моль/л рубидия и 5Ю моль/л натрия , кальция , калия и хлорид ионов с рН-З, помещают в измерительный стакан емкостью 25 мл. Для ана- лиза используют электрод с жидкой мембраной состава, мас.%: рубидиевая соль комплексона 7,5 и 1,2-дихлорэтана 92,5. Через 3-5 мин заме Q ряют величину по калибровочному графику находят величину концен трации рубидия 9,58-10 моль/л. Ощибка определения 1,2%.

П р.и м е р 3. Определение .концентрации рубидия в растворах.

Берут 5 мл аналияир,уемой пробы и помещают в стакан емкостью 25 мл, погружают в этот стакан Rb -электрод с жидкой мембраной состава, мас.%: рубидиевая соль камштексона 3,5 и 1,2-дихлорэтана 96,5, стандартный электрод сравнения хлорсеребрянньН электрод тип 1 ПЗХ Гомельского ЗИП)и по калибровочной кривой определяют неизвестную концентрацию рубидия.При мВ концентрация рубидия в пробе составляет 9,8 «ЮМ. Ошибка определения составляет 0,4%. При Ej( мВ концентрация рубидия в пробе 2/10 k, ощибка определения 0,7%.

Данные и селективности электро- да с предлагаеьвлм составом жидкой мембраны представлены в таблице 1.

/Me коэффициенты селективг ности - рубидий селективного электрб35 да с жидкой мембраной .

Ионоселективные электроды, содер- жащие мембрану на основе предложенного электродно-активного вещества, позволяют проводить прямое потенцио40 метрическое определение ионов рубидия в водных растворах в интервале температур от до 35°С.

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ РУБИДИЯ на основе электродно-активного вещества в органическом растворителе, о т л и чающийся тем, что, с целью повьпвения селективности мембраны электрода к ионам рубидия, в качестве электродно-активного вещества использована рубидиевая соль 1,4,7, 10,13, 2 -гексаокса-18, 21-диазациклооктакозан-14, 17, 25, 28-тетрона, а в качестве .органического растворителя - 1-, 2-дихлорэтан при следующем соотношении компонентовi i мас.%: Рубидиевая соль (Л 1. 4. 7. 10, 13, 2J-reKcaoKca-18, . с 21-диазацикпооктакозан-14, 17, 25, 28-тетрона0,05-7,50 1, 2-дихлорэтанОстальное со со СП со О1

Посторонний . ион bfe Itr2 м 4,2- 10 1,ЫО 3,5: 10 1,5- 10 8,7-10