Состав для изготовления угольно-пастового электрода для определения содержания цианид-ионов Советский патент 1992 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к составу для изготовления угольно-пастового электрода (УПЭ). применяемого в вольтамерометриче- ских методах анализа при определении цианид-ионов, и может быть использовано в аналитическом контроле гальванических производств и окружающей среды.

Известен способ полярографического определения микроколичеств CN-ионоа. Определение проводят в присутствии 0,05 М Na2COa, содержащего 0,015% тритона X- 100. Методика позволяет обнаружить до 1,5 мкг/л.

При определении CN-ионов применяются УЛЭ, модифицированные жидкокристаллическими соединениями. Эти электроды имеют ряд преимуществ: двумерная упорядоченности смектических жидких

кристаллов обеспечивает высокую упорядоченность на поверхности электрода, в связи с чем повышается чувствительность определения, не требуется предварительной обработки образцов, быстрота приготовления электрода и проведения всего анализа, простота обновления поверхности электрода.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является состав для изготовления УПЭ, содержащий 2,14 г (65 мас.%) порошка спектрального угля марки В-3, 0,66 г (20 мас.%) парафина и 0,50 г (15 мас.%) жидкокристаллического 4-(амилок- си)-М-{галогенфенил)-бензал ьдимин-2-ола.

Использование жидкокристаллических оснований Шиффа в качестве органического реагента в известном составе позволяет осуществить избирательную экстракцию серебра в пасту электрода и существенно сниv|К О 00

го о

зить предел его обнаружения за счет концентрирования на электроде. Предел обнаружения ионов серебра в условиях дифференциально-импульсной вольтампе- рометрии равно 5,0 моль/л, Sr « 0,04. Определению не мешает присутствие 100- кратного избытка ионов кобальта (II), никеля (II), цинка (II), железа (III), марганца (II).

Однако способ не пригоден для определения низких концентраций цианид-ионов. Предел обнаружения цианид-ионов равен 1,1-КГ5 моль/л.

Целью изобретения является повышение точности, избирательности и чувствительности вольтамперометрического определения цианид-ионов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления УПЭ, содержащий угольный порошок, парафин и органический реагент, в качестве органического реагента содержит жидкокристаллический комплекс меди формулы:

-СОО-(О -СН Ь -С12Н25

С7Н,50/

а)

Си (2

при следующем соотношении компонентов, мас.%: парафин 17-20; комплексное соединение (1) 10-15; угольный порошок - остальное.

В таблице представлены результаты, подтверждающие, что использование жидкокристаллического комплекса в качестве органического реагента в составе для изготовления угольно-ластового электрода по- з%воляет осуществить избирательную экстракцию цианид-ионов в пасту электрода и существенно снизить предел его обнаружения за счет концентрирования на электроде. Определению не мешают хлорид-, бромид-, сульфид-, оксалат-, роданид- ионы. При этом уменьшается время анализа, процесс определения цианид- ионов упрощается; он не требует отделения мешающих ионов, отсюда возможность измерения содержания цианид-ионов непосредственно в контролируемой среде (гальванические ванны, электрохимические реакторы, сточные воды, биологические объекты). Кроме того, необходимо отметить интегральный характер получаемого результата, что существенно для систем с непостоянной величиной концентрации по объему и по времени. Концентрирование на поверхности электрода в течение 15 мин позволяет получить не мгновенное, а суммарное, т.е. усредненное значение концентрации цианид-ионов.

Достоинствами изобретения являются высокая селективность (определению CNионов не мешает присутствие посторонних ионов), хорошая воспроизводимость получаемых результатов, низкий предел определяемых концентраций (Cmin 5,7

моль/л), интегральный характер получаемого результата, непродолжительность процесса накопления (15 мин).

П р и м е р 1 (по предлагаемому способу). Тщательно перемешивают 2,71 г (68 мас.%)

порошка спектрального угля марки В-3.0,81 г (20 мас.%) парафина и 0,48 г (12 мас.%) жидкокристаллического бис-{4-М-(4/-гепти- локеибензоилокси)-бензальдимино-М-доде- цил-2-олята меди (II) (соединение 1):

C7H150 0 -COO- CH N-Ct2H2

О. / 4Cu/2 Полученную гомогенную смесь нагревают в фарфоровой чашке до температуры перехода кристалл-мезофаза (Т 200°С) и быстро переносят в тефлоновую трубку диаметром 5 мм и выравнивают поверхность электрода на фильтровальной бумаге. Контактом служит медная проволока. Помещают электрод в буферный раствор (рН 10,05), содержащий цианид-ионы, 10-кратный избыток роданид-ионов и 100-кратный избыток хлорид-, бромид-, сульфид-, оксалатионов, и выдерживают в нем при перемешивании раствора с постоянной скоростью 15 мин. Затем регистрируют вольтамперограм- му с линейной разверткой потенциала относительно платинового электрода в

диапазоне потенциалов от О до +1,0 В при скорости поляризации 0,1 В. Концентрацию цианид-ионов рассчитывают по высоте пика окисления при потенциале ,92 В, используя градуировочный график, построенный

по стандартным растворам CN-ионов в тех же условиях. Перед каждым последующим измерением выдавливают из электрода столбик пасты длиной 3-4 мм и срезают его. При концентрации цианид-ионов в растворе

Ь 10 моль/л определяют концентрацию (1,1± 0,05) моль/л при относительном стандартном отклонении Sr 0,04. Предел обнаружения Cmin составляет 5,7 моль/л,

Примеры 2, 3 (контрольные). Изготовление угольно-пастового электрода и оп- ределение CN-ионов проводят как в примере 1.

Примеры 4,5 (контрольные). Угольно-пастовые электроды, состав которых указан в таблице, готовят и используют как в примере 1.

Пример 6 (контрольный), Угольно-па- стовый электрод готовят по примеру 1 пере- мешиаанием угольного порошка и

парафина с жидкокристаллическим бис{4- гептилокси-М-4-(4-додецилоксибензоилок- си)-бензальимино-2-олятом меди (соединение 2):

С7Н,50- с$-СН

§ -ОС„Н15

Си/2

и нагреванием до температуры перехода кристалл-мезофаза (Т 205°С).

Пример 7 (контрольный). Угольно-па- стовый электрод готовят по примеру 1 перемешиванием угольного порошка и парафина с жидкокристаллическим 6ис{2- (4-додецилоксифенилимино}метил-3-гепти- локсифенолятом меди (II) {соединение 3):

С7Н150-©- OCnHtt

/

Си/2

и нагреванием до температуры перехода кристалл-мезофаза (Т 130°С).

Пример 8 (контрольный), Угольно-па- стовый электрод готовят по примеру 1 пере- меши ванием угольного порошка и парафина с бис 2-бутилиминометил-3-геп- тилоксифенолятом меди (II) (соединение 4):

сн,

C7H,50- CU-CH-N-C-CHj

. / сн,

СиП

и нагреванием до температуры плавления (Т 108°С).

Пример 9 (контрольный). Угольно-ластовый электрод готовят по примеру 1 перемешиванием угольного порошка и парафина с (фенилимино)метил-3-фе- нолятом меди (II) (соединение):

оУ-сн н- с9

°ч / Си/2 и нагреванием до температуры плавления (Т

- 190°С).

Пример 10 (контрольный). Угольно- пастовый электрод готовят по примеру 1 перемешиванием угольного порошка с парафином и нагреванием до температуры плавления парафина (Т 80°С).

Пример 11 (по известному способу). Угольно-пастовый электрод готовят по примеру 1 перемешиванием угольного порошка и парафина с жидкокристаллическим 4(ами- локси)-М-(фторфенил)-бензальдимин2-олом (соединение 6):

CjHuO- CU- -( F ОН

и нагреванием до температуры перехода кристалл-мезофаза (Т 68°С).

Пример 12 (по известному способу). Угольно-пастовый электрод готовят и используют как в примере 11.

Составы для изготовления угольно-пас- товых электродов и результаты определения цианид-ионов в аммиачном буфере в

;2С204

,2присутствии анионов CI , Вг

0 CSN приведены в таблице.

Из данных таблицы и примеров видно, что при содержании жидкокристаллического комплекса меди (соединение 1) в составе для изготовления УПЭ более 15 мас.% ре5 зультаты определения CN-ионов завышены (пример 5). Уменьшение содержания комплекса (менее 10 мас.%) также не обеспечивает правильности определений (пример 4). Таким образом, достоверные результаты

0 обеспечиваются при содержании комплексного соединения 10-15 мас.%.

При применении близких по структуре к предлагаемому хелатов меди либо не обладающих жидкокристаллическими свойства5 ми (пример 9), либо имеющих стерические препятствия (пример 8). не получили положительного результата.

Кроме того, при сравнении результатов определения цианид-ионов при помощи не

0 модифицированных угольно-ластовых электродов (пример 10) или при помощи УПЭ, модифицированных шиффовыми основаниями (пример 11), аналитический сигнал отсутствует. Это подтверждает, что поло5 жительный эффект происходит за счет образования на поверхности электрода комплекса меди, цианид-ион в котором координирован в аксиальном положении по отношению к иону металла.

0 Таким образом, изобретение позволяет по сравнению с прототипом повысить чувст- вительность определения цианид-ионов вольтамперометрическим методом при регистрации анодных кривых и существенно

5 увеличить избирательность анализа. Формула изобретения Состав для изготовления угольно-пасто- вого электрода для определения содержания цианид-ионов, включающий угольный

0 порошок, парафин и органический реагент, отличающийся тем. что, с целью повышения точности, избирательности и чувствительности вольтамперометрическо- го определения цианид-ионов, в качестве

5 органического реагента использован М-(4 -гептилОксибенэоил:окси)-бензальди - мино-М-дйдецил-2-олят меди формулы -ч с7н,(-с)гН,5

/

си/г

при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанный органический

10-15 17-20 Остальное

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к составу для изготовления угольно-пасто вого электрода, применяемого для вольт-амперометриче- ского определения цианид-ионов. Сущность изобретения заключается в том, что состав пасты включает жидкокристаллическое органическое вещество - (4-гептилок- сибензоилокси}-бензальдимино-М-додецил- 2-олят меди (II) в количестве 10-15 мас.%, парафин 17-20 мас.% и остальное угольный порошок. Определению CN-ионов не мешает присутствие бромидов, хлоридов, сульфидов, оксалатов, раденидов. Смик 5.7х 10 моль/л. 1 табл.

1Угольный порошок 68 Парафин 20 Соединение 1 12

2Угольный порошок 68 Парафин 22 Соединение 1 10

3Угольный порошок 68 Парафин 17 Соединение 1 15

k Угольный порошок 63 Парафин 24 Соединение 1 8

5Угольный порошок 63 Парафин 15 Соединение 1 17

6Угольный порошок 68 Парафин 20 Соединение 2 12

7Угольный порошок 68 Парафин 20 Соединение 3 12

8Угольный порошок 68 Парафин 20 Соединение 4 12

9Угольный порошок 68 Парафин 20

Со единение 5 12

10Угольный порошок 68 i Парафин 32

11Угольный порошок 65 Парафин 20 Соединение 6 15

12Угольный порошок 65 Парафин 20 Соединение 6 15

.Ј

.-

(1,1±0,05)-10-8 5, 0,

Ы0 (0,9iO,06)- Ю 8 5,,06

-8

(1,It,05) 5,5-Ю 90,04

,-

-7

-Г

-Г

-Г

1-tO

-7

1-Ю (0,7±0,06). 10- 8,4-Ю-70,24

(1,510,05) 6,8. to 0,21

1 10(1,2±0,06). 10- 2,,04

(0,9iO,05)- tO 6, 0,09

t 10(0,9±0,06) 6,5-Ю 80,12

t 10Аналитический сигнал отсутствует

То же

,-5

540 (5,2±0,05)-1Q-5 1,,16

i

То же

,-5