Фторидселективный электрод Советский патент 1991 года по МПК G01N27/333 

Изобретение относится к ионометрии и проведению измерений активности ионов фтора в сложных по составу средах (в том числе содержащих минеральные кислоты) и может быть использовано для контроля ионного состава в растворах получения фторид- ных соединений редких и рассеянных элементов и в процессах химического травления металлов в растворах, содержащих плавиковую кислоту

Известны фторидселективные электроды, представляющие собой пластмассовый корпус, в торцовой части которого закрепляют специальную ионоселективную мембрану, а внутрь заливают электролит с погруженным в него вспомогательным электродом.

В электроде фирмы Орион (США) мембрана из среза монокристалла «эРз приклеивается к корпусу из пластмассы Perspex с помощью эпоксидного клея. В известной конструкции электрода мембрана из фторида лантана крепится к стеклянному корпусу с помощью замазки Менделеева. Однако такие способы крепления мембраны ненадежны при использовании электродов для измерений в агрессивных средах и при повышенных температурах вследствие слабой адгезии клеящих составов к монокристаллической поверхности мембраны, а также неспособности клеев противостоять явлениям, связанным с изменением размеров мембраны от температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является конструкция фторидного электрода типа ЭР-VI, состоящая из корпуса, имеющего в торцовой части посадочное место, соответствующее геометрическим размерам мембраны, представляющей собой цилиндр диаметром 10 мм и высотой 4 мм Мембрану вставляют в посадочное место, уплотняют прокладкой и зажимают металлическим наконечником.

СО

с

о ю

00

XI

N5 О

Однако применение в узле крепления мембраны прокладки для достижения герметичности не обеспечивает необходимую эксплуатационную стойкость при работе электрода в агрессивных средах,

Цель изобретения - улучшение эксплуатационной стойкости электрода.

Указанная цель достигается тем, что изменена конструкция электрода: посадочное отверстие под мембрану в корпусе электрода выполнено в виде усеченного конуса. Этим достигается герметичность при запрессовке мембраны в корпусе без применения прокладок и клеящих составов..

На фиг. 1 представлены детали конструкции фторидселективного электрода; на фиг. 2 - сборка электрода.

Предлагаемый электрод отличается тем, что герметичность крепления мембраны достигается применением новых конструкторских решений при изготовлении корпуса электрода.

Применение новой конструкции корпуса, обеспечивающей герметичность крепле- ния мембраны без использования прокладок и клеящих составов, приводит к тому, что электрод проявляет новые свойства, что дает возможность проводить непрерывный контроль в агрессивных жидкостях при температуре 85-95°С, расширить диапазон fизмерения активности ионов фтора до моль/дм3 при соблюдении линейности графика.

Корпус электрода 1 (фиг, 2) выполнен из химически инертного материала, имеет в торцовой части сквозное коническое отверстие, а внутри корпуса - специальную резьбу, Мембрана 2 цилиндрической формы с размерами 7x3 мм и со снятой фаской с одной стороны поверхности впрессовывается и удерживается с помощью специальной резьбовой втулки 3, имеющей сквозное отверстие для подвода электролита, в который погружен вспомогательный хлорсереб- ряный элемент.

Электрод работает следующим образом.

При погружении в раствор, содержащий ионы фтора, он приобретает потенциал, который связан с активности ю ионов фтора в растворе уравнением Нернста 2.3RT

Е Е0 +

-Iga,

где Ео - нормальный потенциал для стандартных условий, мВ;

R - газовая постоянная;

Т - абсолютная температура, К; F - число Фарадея, равное 965000 Кл;

а - активность ионов фтора в растворе.

Ео зависит от типа вспомогательного

электрода и состава раствора внутреннего

заполнения. В качестве вспомогательного

электрода используют полуэлемент

Ag/AgCI, С Г.

Практическое применение ионоселек- тивных электродов - измерение ЭДС элект- родной системы, составленной из индикаторного электрода и электрода сравнения.

Зависимость ЭДС электродной системы от активности ионов фтора в растворе определяется уравнением

Е Еи + (54,2 + 0,2 pt(pF - рРи), где Ей и рРи коэффициенты изопотенци- альной точки электродной системы;

pt - температура раствора, °С; pF - отрицательный логарифм активности (концентрации) ионов фтора в растворе;

54,2 - крутизна характеристики электродной системы при 0°С, мВ/pF.

Разработанный электрод имеет теоре- тическую крутизну электродной характеристики в диапазоне 1,0-10 моль/дм при температуре до 95°С.

Формула изобретения

Фторидселективный электрод, включа- ющий полый цилиндрический корпус с расположенной в нижней торцовой части твердой мембраной цилиндрической формы и внутренний полуэлемент, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуа- тационной стойкости электрода в агрессивных средах за счет обеспечения надежности узла крепления мембраны, в нижней торцовой части корпуса электрода выполнено сквозное отверстие для мембраны в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, а верхняя поверхность мембраны сопряжена с нижней торцовой поверхностью резьбовой втулки, снабженной центральным сквозным отверстием и расположенной во внутренней полости корпуса, причем корпус выполнен из эластичного материала.

Щиг.1

Резьбовая Втулка (3)

Мембрана (2)

Фиг. 2

Изобретение относится к ионометрии. Цель изобретения - улучшение эксплуатационной стойкости электрода в агрессивных средах за счет повышения надежности крепления мембраны в корпусе электрода. Ионоселективный электрод включает полый цилиндрический корпус с запрессованной в его торцовую часть твердой ионоселектив- ной мембраной -и полуэлемент. В нижней торцовой части корпуса электрода выполнено сквозное отверстие в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз. В этом сквозном отверстии изнутри электрода запрессовывается ионоселектив- ная мембрана цилиндрической формы. 2 ил.