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

Изобретение .относится к нон.ометрии и может быть использовано для аналитического контроля суммарного содержания катионов Са и Mg, так называемой жесткости воды в различных промышленных и бытовых котельных установках, при анализе мор кой воды и т.д. Известны жидкостные ионоселективные электроды для определения +7 2 суммарной активности Са и Мя . При меняемые жидкостные мембраны представляют собой раствор концентрации 10 -10 М солей фосфороорганических кислот, растворенных в дециловом спирте . Такой электрод , имеющий наилучшее значение коэффициентов селективности, выпускается фирмой Orion (CilA) и имеет следующие коэффициенты селективности: Мешаюпщй К м Мешающий ионион 1,.24- 10 1.8-10 10 5,4 -10 9,4-10 Из представленных данных видно, что селективность этого электрода к щелочным и щелочноземельным метал лам мала, а присутствие в растворе катионов Си или Ni даже в небольших концентрациях делает определение воды жесткости с помощью этого электрода вообще невозможным. Кроме того, описанный.электрод имее жидкостную ионоселективную мембрану которая способна вытекать из корпус электрода, что создает большие трудности в работе с таким электродом. Наиболее .близким техническим решением является состав мембраны ион селективного электрода, имеющего мембрану полимерного типа, содержащий полимерную матрицу и электродоактивное вещество, причем полиэтиле в качестве электродоактивных соёдин НИИ используются фосфорные группы в количестве 0,01-3 вес.%5 которые образуются при фосфорировании полиэтиленовой пленки, а матрица выполнена из полиэтилена 2. Известный электрод имеет следутсяцие значания селективности суммы активности кальция и магния к мешающим ионам: Мешающий Коэф- Мешающий Коэффнион фициент ион циент селек-селективтивности -ности 1, 7 1 о Селективность данного электрода также недостаточна для прямого потенциометрического определения суммы активностей кальция и магния, например, в морской воде,, электрод имеет низкий.угловой коэффициент наклона кривой ЭДС - 22 мВ, что отрицательно сказывается на точности определения активностей, недостаточно низок и предел обнаружения суммы активностей Са и Mg составляет 10 М. Цель изобретения - повьшгение селективности электрода. Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения суммарной активности катионов кальция и магния в водных растворах содержащим полимерную матрицу и электродоактивное соединение, в качестве полимерной матрицы использован поливинилхлорид, в качестве электродоактивного соединения использован цис-изомер диокси тетра-п-толлилвинилендифосфина, о -нитрофенилгептиловый эфир и парахлортетрафенилборат калия в следующих количествах, мас,%: цис-Изомер диокси тетра-п-тоЛлилвинилендифосфина0,5-3,2 Парахлортетрафенилборат калия0,5-3,2 -Нитрофеннягептиловыйэфир63,0-66,5 Поливинилхл эридОстальноеВьГсокая селективность комплексообразующих свойств нейтрального фосорорганического лиганда может быть бъяснена жесткой фиксацией атомов ислорода фосфорильных групп отно-ительно двойной связи виниленоного. остика Tf. высокой липофильностью нганда, имеющего следующую структуру

n-снз Электрод состоит из поливинилхлоридной трубки, на торец которой с помощью 15%-ного раствора поливини хлорида в. циклогексане приклеена мембрана указанного состава и встав лен внутренний электрод сравнения Ай/AgCl. Внутрь электрода залит 0,1 раствор eaCl2 или Пример-, 1 . В бюксе взвешивают 5 мг.(2,4%) цис-изомера диокси тетра-П-толлилвинилендифосфина 120 мг (63,2%) о-нитрофенилгептилового эфира, 5 мг (2,4%) парахлортетрафенилбората калия,60 мг (32,0% поливинилхлорида. Пример2, В бюксе взвешй- . вают 1 мг (0,5%) цис-изомераоДиокси тетра-П-толлилвинилендифосфина,. 120 мг (65,2%) о-нитрофенилгептилов го эфира, 1 мг (0,5%) парахлортетра фенилбората калия, 62,0 мг (33,8%) поливинилхлорида. Примерз. В бюксе взвешиваю .0,5 мг (0,25%) цйс-изомера диокся тетра-П-толлилвинилендифосфина, 116 мг (64,2%) о-нитрофенилгептилового эфира, 0,9 мг (0,45%) парахлортетрафенилбората калия, 62,6 мг (36,1%) поливинилхлорида. Послб изготовления электрода по предлагаемой методике электрод испы тывается в растворах солей кальция и магния в диапазоне PZ Ca+Mg 1-5. Электродная функция отсутствует электрод имеет высокое сопротивлени Прим ер 4. В бюксе взвешивают 7 мг (3,8%) цис-изомера диокси тетра -Г|-толлилвинилендифосфина, 125 мг (68,0%) о-нитрофенилгептиловогоэ4и1 ра, 6,5 мг (3,.7%) парахлортетрафенил бората калия, 53,0 мг (24,5%) полявинилхлорида. При получении мембраны по предлагаемрй методике часть электродр активного вещества выкристаллизовыва ется, и при испытании электрода электродная функция отсутствует. Пример 5. В бюксе взвешйвают 6 мг (3,2%) цис-изомера диокси тетра-т -толлилвинилендифосфина.

СН,-п

р-сн-сн-р 118 мг (63,0)о -нитрофенилгептилового эфира, 6 мг (3,2%) парахлортетрафенилбората калия, 57 мг (30,6%) поливинилхлорида. Примере. В бюкс добавляют 2мл тетрагидрофурана,встряхивая, добиваются получения прозрачного раствора.. Полученный раствор выпивают в стеклянный цилиндр диаметром 30 мм, а через сутки, после испарения -тетрагидрофурана поливинилхлорида, пластифицируют в эластичную пленку с внедрением в, нее электродоактивного соединения. Из пленки вырезают диски необходимого диаметра и приклеивают их к корпусу электрода. Полученный электрод кондицируется в О,1 М смешанном растворе CaCl2 и в течение суТок. Потенцио-метрические измерения проводят в ячейке . . I А /Agce/ КСВ /М// Растьор //Мембрана / /OiiMCdce /A /A cB Изменение потенциала фиксируют с помощью Р метра 121. Электродная функция линена в интервале : CaMg 1-5. Наклон функции близок к неристовскому для двузарядных катионов и составляет 25-28 мВ. Дрейф потенциала после 3-суточного кондиционирования в 0,1 М растворе СаС1 или MgClg 10 мВ в течение месяца. Предел обнаружения 510 г ион/л. Рабочий интервал ,0-10,5. Время установления потенциала не более 3мин.-. 71ля повышения точности определения и уменьшения времени установления потенциала рекомендуется определение проводить в присутствии катионов натрия или калия при концентрации 0,1-0,0-1 Г.ИОН/Г. Методом смешанных растворов при постоянной активности мешающего иона переделены значения коэффициентов се лективности Caf электродов с мембранами, имекящми различный состав (таблица). Предлагаемый электрод имеет высокую Са - Mg селективность по отношению к катионам щелочных и щелочноземельных металлов, а также кобальта и никеля, ввиду чего можно проводить определение жесткости водных растворов в присутствии больших концентраций указанных какатионов. Введение в мембрану дарахлортетрафенилбората калия рпособствует-увеличению селективности элек трода. Отсутствие этого компонента в мембрайе приводит к появлению нежелательной селективности Са по отношению к llf (пример 5, таблица ).

Коэффициенты селективности с Са 76 Увеличение содержания парахлортетрафенилбората калия свыше 3,2% ведет к з еньшению селективности, что что связано с проявлением злектродоактивных свойств самого зтого соединения. Анализ при помощи предлагаемого. электрода отличается быстротой, хорощей воспроизводимостью и высокой селективностью определения . суммы активностей Са и Mg в присутствии больших концентраций щелочных в щелочноземельных металлов, никеля и кобальта. При необходимости злектрод можно использовать в паре с кальций-селективным электродом для определения содержания катионов MR .

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ АКТИВНОСТИ КАТИОНОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ, содержащий полимерную матрицу и электродоактивное соединение, о тличающийся тем, что, с целью повышения селективности электрода, в качестве полимерной матрицы использован поливинил хлорид, в качестве злектродоактивного соединения использован цис-изомер диокси тетра-П-толлилвинилендифосфина,о -нитрофенилгёптиловый эфир и парахлорт.етрафенилборат калия, в следуиицих количествах, мас.%: Цис-Изомер диокси тетра- . . -п-толлилвинилендифосфина0,5-3,2 Парахлор- . тетрафенил(Л борат калия 0,5-3,2 о-Нитрофенилгептиловый 63,0-66,5 эфир ЛОЛИвинилОстальное хлорид