Способ изготовления ионоселективного электрода для определения марганца Советский патент 1985 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к аналитической кимии и может быть использов но дня определения марганца в различных объектах потенциометрическим методом, например в минеральном : сырье, продуктах металлургического передела, сточных водах. Известен способ изготовления электрода на основе угольной пасты с замепгаванием в него какого-либо минерала (минеральный угольно-пастовый электрод |, который использует ся в вольтамперометрии Ci. Известен способ изготовления угельно-пастового электрода с замешиванием в него солей металлов с низкой растворимостью для потенциометрических йетодов определения серебра и галогенидов t2 3. Недостатком этих способов является не возможность изготовления электрода, чувствительного к марган цу, Наиболее близким по технической сущности к пpeллaгaeмo y является способ изготовления йоноселективного электрода для определения марга ца путем смешивания мономинерально природного пирита с порошкообразны углем и оС-бромнафталином, заключающийся в замешивании в угольной пасте порошкообразного природного пирита. Электрод используют для оп деления марганца в присутствии незначительных количеств железа Ц31. Недостатки известного способа отсутствие чувствительности к ионл марганца при концентрации менее Ш моль/л, а также мешающее влия ние значительных количеств железа (IJ) и таких окислителей, как ванадий (У), хром (VI ). Цель изобретения - повьшение чу ствительности и селективности опред ления , . ; . . , . Поставленная цель достигается т что согласно способу изготовления ионоселективного электрода для опр деленкл марганца, зйключакицемуся в получении активной час.ти электро путем смешивания момогданерального природного пирита с порошкообразны .углем и ct -бромнафталином, электрод вьщерживают в растворе 0,5-1,5 моль/л перманганата калия в течение 5-15 мин с последукицим промыванием водой и высушиванием на воздухе. В результате дополнительной обработки электрода в перманганате калия электрохимические свойства электрода существенно изменяются, что связано с изменением состава поверхности электрода за счет окисления пирита перманганатом с образованием пленки (мембраны), содержащей в качестве электроактивной фазы марганецсодержащие соединения. Обработанный таким образом электрод перестает, откликаться на присутствие ионов железа и становится чувстпительннм к перманганатионам с нижним пределом обнаружения до 1 -Ю моль/м. Электрод перестает откликаться на присутствие других ионов металлов :И, что особенно важно, на присутствие ионов ванадия, хрома. Установлено, что электрод с указанными свойствами образуется только при обработке раствором, содержащим 0,5-1,5 моль/л перманганата калия. Использование раствора с содержанием КМнО-4 менее 0,5 моль/л приводит к резкому измельчению чувствительности до значений, присущих электроду, изготовленному согласно известному способу. Растворы, содержащие, более 1,5 мОль/л КМпО., не поааоляют получать электрод с необходимой селективностью. . При времени, вьщержки электрода менее 5 мин образующаяся мембрана на электроде недостаточно устойчива во времени и делает применение электрода весьма сложным. Бь1держивать электрод в растворе более 15 мин . нецелесообразно, поскольку свойства электрода не меняются, а при большем времени поверхность электрода может отравляться за счет образования плотного слоя диоксида марганца. При м е р. Берут 100 мг измельченного и просеянного через сито 250-300 меш природного мономинерального пирита, смешивают с 1 г угольного порошка, также просеянного через сито меш. Оптимальное время перемешивания порошков 5 мин, необходимое Дляравномерного распределения частиц. Затем добавляют 0,4 МП , oi- бромнафталина для получения пасты и смесь снова тщательно перемешивают в стеклянном бюксе в течение 5 мин. Полученной пастой набивают отверстие тафпонового стержня с металлическим контактом. Пасту

3и

хорошо утрамбовывают, а поверх- ность заглаживают гладкой бумагой. Полученный минеральный угольно-пас товый электрод вьщерживают в 1 М перманганате калия в течение 10 мин, после чего электрод хорошо промывают дистиллированной водой и просушивают на воздухе.

574404

Электрод испытан при определении марганца в легированной стали мар- . ки f KfФ2 Справочиые данные о химическом составе инструментальной 5 быстрорежущей стали стандартного образца (СО) марки Р К(Ф ; (гост 19265-73) приведены в табл.1.

Т а б л и ц а I

Содержание, ,%0,85 0,5 0,4 3,8

Навеску стали в 100 мг р астворяют в смеси кислот при нагревании. Добавляют к полученному раствору персульфат аьфюния в присутствии AgNOi, служащего катализатором. При этом Мп окисляется до перманганата, одновременно присутствующие элементь1 йерёменной валентности окисляются до высших степеней окисления. Затем из аликвота определяется

0,200 0,4

Как видно из табл. 2, полученные результаты близки к ззяТому количеству марганца при хорошей воспронзврдимрсти. В пересчете на проценты полученный результат соответствует 0,41% против 0,40%. Кроме того, ме-; тодик.а определения марганца этим методом проще «быстрее, чем обычно применяемые методики.

Амперрметрический вариант дает хорошие результаты, но метод более длител: ный, чем потенциомегрический, так как в первом случае приходится титровать сначала Ьумму Мп (УП), V (У) rt Сг (У1) соЛью Мора. Затем ОКИСЛЯЮТ восстановившиеся ионы,, добавляют хлорид натрия для разрумарганец прямой потенциометриеЙ с применением метода стандартных добавок.

Результаты потенциометрического определения марганца в стандартйом образце стали с применением пиритового угольно-пастоврго электрода, обработанного перманганатом (, ot 0,95, ,57), приведены в табл.2

Та б л и ц а 2

0,01

0,2064),09 0,41

30 38

шения перманганата и титруют сумму Сг (У1) .и V (У). После этого се лективнр окисляют V (1У) и титруют в виде V (У). Марганец определяют по разности этих двух титрований.

Крлориметрический метод дает завьШ1енный результат (0,5 против 0,4% ), так как здесь проявляется мешающее влияние на окраску перманганата окрасчэк бихромата и ванада- та. . . ; „

Определение содержания марганца в указанных условиях потенциометри- чески с применениек электррда, чувствительного к ионам марганца, изготовленного согласно известнрму способу, невозможно, так как он не I 7,0 1 ,85,0 1 ,0;0,40, Остальное ; совладает достаточной чувствительностьЮИ селективностью. . . Таким.образом, применение предлягаемого электрода позволяет n 5744.0 упростить и ускорит анализ различных объектов за счет применения метода прямой потенциометрии, а также повысить чувствительность и 5 селективность определения.