Состав мембраны ионоселективного электрода для определения рН в кислых средах Советский патент 1987 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к технике физико-химического.анализа, к области рН метрии и может быть использовано для потенциометрического определе- ния кислотности водных растворов в химической промышленности, в практике научньтх нссл едований в области химии биологии, агрохимии, в том числе в средах, содержащих плавиковую кисло- ту или иные фториды.

Цель изобретения -.повышение селективности мембраны к ионам водорода в присутствии других катионов. -..

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны, содержащем с.вязующее - поливинилулррид, катионо- обменник - те.тра-п-хлорфенилборат калия, нейтральное мембраноактнвное вещество и растворитель-пластификатор, в к 1честве тгейтрального мембра- ноактивного вещества использован гек- сабутилтриамидофосфатэ а в качестве растворителя-пластификатора -- диок- тилфталат при следующем соотношении компонентов, мае.:

AgCl, KCl нас.

Контрольный раствор

ЭДС этой ячейки л ню-йно зависит от рН контрольного раствора

Е Е - SPH (мВ), причем величина S составляет 58 мВ при ,

Пример 1. Для получения мембраны в бгокс вносят 2,0 г по.ливинил- хпорида, 6,17 г диоктилфталата,1,7 мг

тетра-п-хлорфенилбората калия и 165 мг гексабутилтриамидофосфата.При перемешивании в смесь вносят летучий растворитель тетрагидрофуран. После полного растворения компонентов смесь выливают в чашку Петри диаметром 100 мм и оставляют на сутки для по.л кого испарения тетрагидрофурана. Получают прозрачнуто эластичную пленку толщиной 1 мм следующего состава, мас.%: ПВХ 24,0; ДОФ 74,0; ТпФБК 0,02; ГБТАФ 1,98,

Из полученной мембраны вырезают диски и приклеивают их к торцам по- ливинилхлорядных трубок клеем - раствором ПВХ в циклогексаноне, Изготовленные электроды заполняют 0,01 М

Поливинилхлорид

(ПБХ) .22,0-26,0

Диоктилфталат

(ДОФ)70,0-75,0

Тетра п-хлорфенилборат калия 0,02-0,05

Гексабутилтриа,№1дофосфат (ГБТЛФ) 1,

Уменьшение содержания ГБТАФ (ме- 1,98%) приводит к ухудшение водородной селективности мембраны в присутствии посторонних катионов, а увеличение свыше 3,95% - к неполноте водородной функции. Уменьшение содержания, ДОФ (менее 70%) приводит к возрастанию электрического сопротив ле- Н.ИЯ мембран, а увеличение концентрации ДОФ свыше 75% - к ухудшению механической прочности мембран.

Исследование электродных свойств мембран про1зодили в растворах НС1, HF, стгищартных буферных растворах для рН-метрии н в растворах НС1+МС1, ионы M-I - Na, К, NH, Са , Си, а также в растворах IlF+NaCl путем измерений ЭДС гальванической ячейки;

Мембрана

0,0 М КС1, AgCl буфер рН 3,56

Ag

раствором КС1, приготовленным на стандартном тартратиом буферном растворе (,56)., и составляют гальва- ннческуго ячейку, как указано выше.

На фиг.1 показана зависимость ЭДС этой ячейки (Е) от рН в растворах НС1 и в стандартных буферных растворах. Видно, что в интервале зна- четш рН 0-6 в зависимость Е - рН прямолинейна и ее угловой коэффициент S равен теоретическому значению 58 мВ.

На фиг.2 приведена зависимость Е - рН в растворах HF и HF.+ 0,1 М NaCl. Видно, что электроды могут

служить для определения рН как в чистой HF, так и с высоким фоном NaCl до рН 2,3, т.е. до концентрации HF О., М. Коэффициенты селективности мембраны к ионам водорода в присутствии ионов . и , полученные из этих зависимостей, а дня других .ионов -.из ашшогичных зависимостей, составили:

Ион М Na

К

К,/« З.ЫО- 1-10-

П р и м е р 2. Берут 2,0 г ПВХ, 6,82 г ДОФ, 2,7 мг ТпХФБК, 270 мг ГБТАФ. Приготовленньш мембраны ведут в соответствии с примером 1. Получают мембрану следующего состава,мае.% ПВХ 22,0, ДОФ 75,0, ТпХФБК 0,03, ГБТАФ 2,97. Электродные характеристики мембраны аналогичны приведенным в примере 1. Зависимость Е - рН прямолинейна с угловым коэффициентом 58 мВ в интервале значений рН О - 6 в НС1 и вплоть до О,1 М в HF. Коэффициенты селективности к ионам водорода составили в случае натрия 3,1 х

X

1,6

2-10- .

Примерз. Берут 2,0 г ПВХ, 5,38 г ДОФ, 3,8 г ТпХФБК, 304, г ГВТАФ. Приготовление мембраны ведут в соответствии с примером 1. Получаю мембрану, следующего состава, мас.%: ПВХ 26,0, ДОФ 70,0, ТпХФБК 0,05, ГБТАФ 3,95. Электродные характеристики мембраны аналогичны приведенным в примере 1. Зависимость Е - рН прямолинейна с угловым коэффициентом 58 мВ в интервале значений рН 0-6 в НС1 и до О,1 М в HF. Коэффициенты селективности к ионам водорода составили в случае натрия 3,1-10 , ка- ЛИЯ - 1 -10 , аммония - 1,6- 10 ,

10 , калия - 1-10 , аммония - 10, кальция - 3-10 , меди

-. L

кальция - 3 40 , меди - 2 -10

-4

Са

2+

3-10

6

Си

и2--10

-4

Данньш состав мембраны позволяет увеличить селективность к ионам во- дорода в присутствии дрзтих катионов на 2-3 порядка при сохранении полноты, диапазона функционирования и работоспособности мембраны во фторидкых средах.

Формула изобретения

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения рН в кислых средах, содержащий связующее - поли- винилхлорид, катионообменник - тетра- п-хлорфенилборат калия, нейтральное мембраноактивное вещество и растворитель-пластификатор , о тличаю- щ и и с я тем, что, с целью увеличения селективности мембраны к ионам водорода в присутствии других катионов , в качестве нейтрального мембра- ноактивного вещества использован гек- сабутилтриамидофосфат, а в качестве растворителя-пластифг-жатора - диок- тилфталат при следующем соотношении компонентов мас.%: ПоливинилхлоридДиоктилфталат Те тра- п-хл о р- фенилборат калия Гек сабутилтриами дофосфат

W82бй

ЮО

/S//

8 г .1 fy V

-т

255-100

Редактор М.Петрова

фиг. г

Составитель Н.Вишневский

Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 3381/39 Тираж 776Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Изобретение относится к технике физико-химического анализа, к области рН-метрии и может быть использовано для потенциометрического определения кислотности водных растворов в химической промьшленности, в практике научных исследований в области химии, биологии, агрохимии, в том числе в средах, содержащих плавиковую кислоту и другие фториды. Для повышения селективности мембраны к ионам водорода в присутствии прочих катионов состава, в ее состав входят следующие компоненты, мас.%: связующее - поливинилхлорид 22,3-26,2, растворитель-пластификатор - диоктил- фталат - 71,0-74,1, катионообменник- тетра-п-хлорфенилборат калия - 0,037- 0,047, нейтральное мембраноактивное вещество - гексабутилтриамидофосфат - 2,7-3,5. 2 ил. С S3 (Л с