Состав мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов кальция в водных растворах Советский патент 1985 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к ионометрии, в частности к ионоселективным потенциометрическим электродам и мо жет быть использовано для определения активности катионов кальция в различных промышленных устройствах, при проведении научных исследований в медицинских и биологических работах, например для определения содер жания кальция в крови человека и жи вотных, при анализе морской воды и т.д. Известны ионоселективные электро для определенияактивности Са в во де, в котором электродоактивным сое динением является теноилтрифторацетон и триоктилфосфиноксид t1. Однако селективность известных электродов невелика. Наиболее близким техническим реш нием к предлагаемому является ионоседе.ктивный электрод для определени активности ионов кальция в растворе состав мембраны которого содержит поливинилхлоридную матрицу, электро доактивное соединение, о-нитрофенил алкиловый эфир и добавку липофильно аниона С2. Известная мембрана на основе данного злектродоактивного соединения имеет состав, масс% Электродоактивное . соединение0,9 Тетрафенилборат натрия .0,4 о-Нитрофеншюктило- . . вьм эфир64,3 . Поливинилклорид 34,4 Электрод, содержащий мембрану ук занного состава, имеет следующие показатели селективности: Мешающий ион. Li2,8 На . 3,5 К3,8 МфА,5 СаО . St2,2 Ва3,3 Однако селективность этого элек рода недостаточно высока к ионам Ы и St , что делает невозможным опреде ние малых концентраций Са, в прис ствии больших количеств иоНов LI и Кроме того, синтез электродоактивно- 55

го соединения, имеющего указанную структуру, чрезвычайнй сложен, многостадиен -и имеет низкий процент выхода

Селективность комплексообразованияэтого соединения обусловлена стерическим влиянием метиленовьтх групп о-ксиродукта, что существенно увеличивает ебестоимость электрода. Цель изобретения - повышение сеективности электрода. Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения активности ионов кальция в водных растворах содержащем поливинилхлоридную матрицу, злектродоактивное соединение, о-нитрофенилалкиловый эфир и добавку липофильного аниона, в качестве злектродоактивного соединения использована диокись тетратолилксилилендифосфина, а в качестве добавки, содержащей липофильный анион, применяют парахлортетрафенилборат калия или натрия в следующих количествах, мас.%: Диокись тетратолилксилилендифосфина 0,5-3,5 о-Нитрофенилалкиловьш эфир64,0-66,5 Поливинилхлоридная матрица32,0-33,5 Парахлортетрафенилборат калия или натрия0,1-1,05 Причем в качестве о-нитрофенилалкилового зфир.а исцользован о-нитрофенилгептиловый эфир. Диокись тетра(п-толил)-о-ксилилендифосфина имеет следующую структуру @СН2 Р(Сьиц-Ме-и) СН2 P(CbU -Me-vi)2 О 56 зб г 2. мол.вес 562,6; температура плавления 253-254 (из спирта) Вещество получено впервые реакцией Арбузова о-ксилилендибромида с этиловым эфиром ди(п-тoлил)фocфинйcтoй кислоты, к раствору 1,2 г оксилилендибромида в 10 мл ксилола при 100°С прибавляется по каплям 2,6 г этилового эфира ди(п-толил)й фосфинистой кислоты (ток N), затем реакционная смесь нагревается при температуре бани 150 С в течение 40 мин. Вьтавший осадок отделяется, промывается горячим бензолом и дважды кристаллизуется из спирта.Выход продукта 2,2 г (86%). лиленового мостика, образующих вокру катиона кальция липофильную полость. Электрод состоит из поливинилхлоридной трубки, на торец которой с по мощью 15%-ного раствора поливинилхло рида в циклогексаие -.приклеена мембр на указанного состава. Внутрь трубки вставлен внутренний электрод сравнения A(j,/AqCf и залит 0,1 М раствор CaCti. Примеры изготовления электрода. Пример 1 . В бюксе взвеш1ваго 5 мг (2,6%) тетратолилксилилендифосфиндиоксида, 120 мг (65%) о-нитрофенилоктилового эфира 0,3 мг (0,14%) парахлортетрафенилбората натрия, 61 мг (33%) поливинилхлорида. В бюксы добавляют 2 мл тетрагидрофурана и, встряхивая, добиваются юлучения прозрачного раствора. Полу ченный раствор выливают в стеклянный цилиндр диаметром 33 мм, приишифованный торец которого установлен на плос кое стекло. Через сутки, после испар ния тетрагидрофурана поливинилхлорид пластифицируется в эластичную пленку Из пленки вырезают диски необходимого диаметра и приклеивают их к корпусу электрода, Электрод кондиционируют в течение суток в 0,1 М растворе CaCf2, Потенциометрические измерения проводят в ячейке : Ц/Ас С1/КСг 1 М//Раствор//Мем брана/0, 1 М CaCtj/ . В качестве измерительного прибора использован рН- метрмилливольтметр рН-121. Полученный Са-селективный электрод имеет функцию к концентрации катионов в интервале р/Са-/ 1-3, наклон этой функции близок к нернстовскому для двухзарядных катионов и составля.ет 25-28 мВ, Предел обнаружения ионов 5-10 г-ион/л, рабочий интервал рН 3,0-11,0. Дрейф потенциала после 3 сут кондиционирования в 0,1 М растворе . составляет .+5 мВ в 1 мес. Время установления потенщ1ала не более 3 ми н, При определении содержания Са в растворе для поддержания высокого значения ионной силы рекомендуется в качестве буфера использовать KCt или MaCt при их концентрации О,1 0,01 г-моль. Пример 2, В бюксе взвешивают 1,0 мг (0,5%) диокиси тетра-п-толилксилилендифосфина, 119 мг (64%) о-нитрофенилоктилового эфира, 0,2 мг (0,1%) парахлортетрафенилбората натрия, 62 мг (35,4%) поливинилхлорида. Из полученной смеси готовят мембрану по указанной методике. Полученный Са-селективньй электрод, имеет функцию в интервале рСа 1-5. Пример З.В бюксе взвешивают 7 мг (3,5%) диокиси тетра-п-толилсилилендифосфина, 123 мг (66,5%) о-нитрофенилгептилового эфира, 2,1 мг (1,05%) парахлортетрафенилбората натрия, 57 мг (8,95%)поливинилхлорида. Из полученной смеси готовится мембрана по указанной методике. Полученный Са-селективнЕйй электрод, имеет функцию в интервале рСа 1-5,. Пример 4, Б бюксе взвешивают 0,9 мг (0,46%) диокиси тетр.а-п-тоЛйл- . ксилилендифосфина, 118мг (63%) о-нитрофенилгептилового эфира, 0,1 мг (0,05%) парахлортетрафенилбората калия, 63,5 мг (36,49%) поливинилхлорида. Из полученной смеси готовится нем- брана. Полученный Са-селективный электрод не обладает электродными характеристиками. Сопротивление мембраны очень велико. Пример 5.В бюксе взвешивают 8 мг (4,1%) диокси тетра-п-толилксилилендифосфина, 125 мг (68%) о-нитрофенилгептилового эфира, 2,5, (1,5%) парахлортетрафенилбората натрия, 55 мг (26,4%) поливинилхлорида. При получении мебраны часть электродоактивного соединения выкристаллизовывается. При испытании электрода электродная функция отсутствует. Методом смешанных растворов опредеены значения коэффициентов селективости электродов, имеющих различный остав мембран (см. таблицу, где ЭАС етратолилксилилендифосфиндиоксид;ВХ - поливинилхлорид; НФГЭ, НФОЭ -нитрофенилгептиловый (октиловый) фир соответственноJ С1ТФБК - паралортетрафенилборат калия; С1ТФБ атрия соответственно. Предлагаемый электрод имеет высоую селективность к ионам щелочных щелочноземельных металлов, что позоляет проводить определение Са в рисутствии высоких концентраций ешающих ионов. Селективность к .каиону Mt несколько хуже, чем у про-, отипа, что можно объяснить близкими начениями Куст, комплексов тетратоЛнЕлксилилендифосфиндиоксида с Са и Н Синтез электродоактивного соедине- ки липофильного аниона на электродния несложен, характеризуется хорошими процентами выхода продукта, про- 5нако, следует отметить, что при повыизводится из доступных ИСХОДНЫХ- -шении концентрации липофильного аниосое|;иаений.,на, резко падает селективность Са

В состав электродной мембраны отношению к щелочным и щелочнозе- ;

дится вещество, -содержащее липофильныймельным металлам. аннон, что способствует улучшению 10

селективных свойств электрода. Исдоль- Анализ при помощи предлагаемого

зованный парахлортетрафенилборат ще-электрода отличается быстротой, хоролочного металла обеспечивает лучшуюшей воспроизводимостью и высокой серастворимость компонентов мембраны.лективностью определения концентрации

В качестве растворителя может быть 15Са - , Электрод несложен в изготовле-,

использован о-нитрофенилалкиловыйнии, доступен и отличается надежностью

эфир с длиной алкильной цепи в 7-8в работе, ориентировочная стоимость

углеродных атомов,электрода небольшая.

11559286

В указанных пре,целах концентрация электродоактивного соединения и добавные свойства мембраны не влияет. Од

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ 1Ш1ЬЦИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, содержащий поливинилхлоридную матрицу, электродоактивное соединение, о-нитрофенилалкиловый эфир 1 s-u; и I и добавку липофильного аниона, о тли-ч а ющийс я тем, что, с целью повьшения селективности электрода, в качестве электродоактивного соединения использована диокись тетра толилксйлилендифосфина, а в качестве добавки, содержащей липофштьный анион использован парахлортетрафенилборат калия или натрия в следующих количествах, мас.%: Диокись тетратолилксилилендифосфина0,5-3,5 о-Нитрофенилалкиловый эфир63,4-66,5 Поливинилхлоридная матрица32,0-33,5 Парахлортетрафенил(Л борат калия или натрия0,1-1,05 2. Состав мембраны по п. t, отличающийся тем, что в качестве о-нитрофенилалкилового эфира использован о-нитрофенилгептиловый эфир.