Состав мембраны халькогенидного стеклянного электрода для определения активности ионов серебра Советский патент 1992 года по МПК G01N27/333 

Изобретение относится к физико-химическому анализу, в частности устройствам для определения активности ионов серебра в жидких средах.

Известен халькогемидный стеклянный электрод для определения активности ионов серебра на основе мембраны состава, мас.%: серебро 15,9-50,1; мышьяк 25,5- 50,3; сера 24,0-33,5; железо 0,3-1,9. Указанное соотношение компонентов позволяет получить электроды с твердым контактом.

Недостатком таких электродов является нежелательная чувствительность электрода с твердым контактом к окислителям и окислительно-восстановительным средам, которая приводит к уменьшению чувствительности к ионам серебра в этих условиях. Основной причиной такого поведения является повышение электронной проводимости при термическом легировании железом во всем объеме мембраны, включая внешнюю границу мембрана / исследуемый раствор.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав халькогенидной стеклянной мембраны для определения ионов серебра содержащий. мас.%: серебро 16-50; мышьяк 25-52; сера остальное. Электрод с указанной мембраной может быть получен только с жидким внутренним заполнением, что является основным его недостатком. Так, при переходе от жидкого контакта к твердому металлическому без изменения состава мембраны происходит дестабилизация электродной функции и появление сильного дрейфа стандартного потенциала. Указанные недостатки электрода с твердым металлическим токоотводом связаны с низкой электронной проводимостью сульфидных стекол, на основе которых получены халькогенидные стеклянные датчики. Высокая ионная про«ш&

водимость по серебру и низкая электронная составляющая общей электропроводности приводят к тому, что на внутренней границе мембрана (металлический токоотвод электронные токи обмена малы и равновесие до- стигается только за значительные промежутки времени (30 мин), В итоге у полностью твердых датчиков на основе сульфидных стекол наблюдается неустойчивая электродная функция, значительный дрейф потенциалов, большое время отклика.

Цель изобретения - повышение стабильности потенциала и уменьшение времени отклика стеклянного электрода с твердым металлическим токоотводом для определения ионов серебра.

Поставленная цель достигается тем, что о состав халькогенидной стеклянной мембраны для определения ионов серебра, содержащей сульфиды серебра и мышьяка, дополнительно в состав внутренней повер- хности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности мембраны, мас.%:

Серебро14,25-45.00

Мышьяк17,50-33,25

Сера22,50-47,50

Железо или никель 5,00-30,00 П р и м е р 1. Для получения 3 г стекла состава, мас.%: Ад 15; As 35; S 50, берут 0,831 г серебра, 1,356 г мышьяка 0,823 г серы и помещают в кварцевую ампулу, откачивают воздух до остаточного давления 10 Па и проводят синтез при 1100 К в течение 8 ч. Охлаждение осуществляют путем закалки расплава со средней скоростью 4-6 град/с. Из полученного образца готовят со- шлифовыванием плоскопараллельную мембрану толщиной 2 мм, затем одну из сторон полируют на пасте ГОН, В другую шлифованную внутреннюю поверхность мембраны методом ионной имплантации на ускорителе внедряют ионы железа с энергией 150 кэВ и ионным током 1 мкА/см2 до концентрации 5 мас.%. В итоге внутренняя поверхность мембраны имеет состав, мас.%: Ад 14,25; As 33,25; S 47,5; Fe5. Аналогично проводят внедрение ионов никеля и в итоге внутренняя поверхность мембраны имеет состав, мас.%: Ад 14,25; As 33,25; S 47,5; N 5.

На имплантированную сторону мембраны термическим испарением в вакууме наносят слой серебра, к поверхности которого контактолом приклеивают медный токоотвод. После высушивания контактола место соединения заливают эпоксидным компаундом для создания прочного контакта.

Полученную мембрану с токоотводом вклеивают в конец поливинилхлоридной трубки полированной стороной наружу, затем производят окончательную сушку электрода в сушильном шкафу при 60-70°С в течение 10ч. Для измерения электродных характеристик мембран применяют следующую электрохимическую ячейку:

Ag.AgC) /KCI/ 1 МКМОз/ исследуемый

0 раствор /М / Ад,

где М - мембрана из халькогенидного стекла.

Градуировочные растворы в концентрационной области моль/л готовят

5 из нитрата серебра с постоянной ионной силой 0,1 моль/л нитрата калия. Растворы с концентрацией 10 6-105 моль/л готовят непосредственно перед измерениями втефло- новой измерительной ячейке добавлением

0 к известному объему дистиллированной воды для индифферентного электролита калиброванных количеств более концентрированных растворов нитрата серебра.

5 Для измерения коэффициента селективности используют метод смешанных растворов, при котором концентрация мешающего иона остается постоянной, а концентрацию ионов серебра изменяют от

0 до моль/л.

В таблице представлены аналитические характеристики сереброселективных халь- когенидных стеклянных электродов с твердым контактом, изготовленных согласно

изобретению. Из таблицы видно, что полученные электроды обладают высокой чувствительностью к ионам серебра (до 3 моль/л), теоретическим угловым коэффициентом электродной функции в области

0 1 10 моль/л, высокой воспроизводимостью потенциалов при многократных измерениях в одном и том же растворе, Время отклика электродов составляет от 2 до 3 с. Таким образом, полученные согласно

5 изобретению.сереброселективные халько- генидные стеклянные электроды с имплантированной железом или никелем внутренней поверхностью мембраны имеют обратимые твердый контакт и меньшую чув0 ствительность к окислителям и окислитель- но-восстановительным средам по сравнению с известными электродами. Формула изобретения Состав мембраны халькогенидного

5 стеклянного электрода для определения активности ионов серебра, содержащий сульфиды серебра и мышьяка, отличающий, с я тем, что, с целью уменьшения времени отклика и повышения стабильности потенциала, в состав внутренней поверхности

мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов внутренней поверхности, мас.%: ° Серебро14,25-45,0

Мышьяк17,50-33,25

Сера25.50-47,50

Железо или никель Остальное

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа, в частности к устройствам для определения активности ионов серебра в жидких средах. Целью изобретения является уменьшение времени отклика и повышение стабильности потенциала. С этой целью в состав внутренней поверхности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности, мас.%: серебро 14.25-45.00; мышьяк 17,50- 33,25; сера 22,50-47,50; железо или никель остальное. 1 табл.

59,3±0,3 1-30,81 -КГ5 TlO