Ионоселективный электрод Советский патент 1993 года по МПК G01N27/333 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к потенциомет- рии и может быть использовано для раздельного определения анионных и неио- ногенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) при совместном присутствии в различных объектах окружающей среды.

Цель настоящего изобретения - расширение диапазона определяемых поверхностно-активных веществ.

Поставленная цель достигается тем, что используют ионоселективный электрод (ИСЭ), мембрана которого содержит дополнительно додецилсульфат бария при следующем содержании компонентов, вес.%: НПАВ-Ва-(11)-ТФБ0,08-0,77 додецилсульфат бария 0,02 - 0,27

ПВХ (поливинил- хлорид}32,99 - 33,30 растворитель-пластификатор - о-нитрофе- нилоктиловый

эфиростальное. Ионоселективный электрод (фиг. 1) представляет собой поливинилхлоридный корпус (1), содержащий внутренний хлорид- серебряный полуэлемент (2), К нижней части корпуса приклеивается мембрана (3), внутренняя полость корпуса заполняется 0,1 М раствором хлорида калия (4). ИСЭ характеризуется следующими основными электроаналитическими характеристиками. - Область линейного отклика на НПАВ: - моль/л « ЗОмВ/рС

00

о

ы

2

на АПАВ: моль/л 0 58мВ/рС

- Время отклика 7-15 минут,

- Предел обнаружения НПАВ - 1 мг/л, АПАВ-4мг/л.

- Дрейф потенциала 1 - 3 мВ/сутки

- Коэффициенты селективности:

Кдс-ю/АФ9 5 1.6

Кдс-ю/АФ9 25 6,5 1(Г2

Кдс-ю/АФ9 100 2,2 .

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

При р 1. Приготовление электрод- но-активного вещества (НПАВ-Ва(И)-ТФБ).

В стакан емкостью 800 мл вносят 10 мл 1 М раствора BaCIa, 100мл 1 М раствора неионогенного ПАВ (полиоксиэтилиро- ванного алкилфенола или полйоксиэтилиро- ванного спирта, или полиоксиэтилирован- ной кислоты), 100 - 250 мл 1 М раствора тетрафенилбората натрия. Образовавшийся осадок белого цвета отстаивают в течение суток. Осадок отфильтровывают на фильтре Шотта № 4, промывают дистиллированной водой до полного удаления ионов Ва2+, высушивают в сушильном шкафу при температуре 50 - 60°С.

Пример 2. Получение додецилсуль- фата бария.

В стакан емкостью 100 мл вносят 25 мл 1 М раствора додецилсульфата натрия и добавляют 1 М раствора BaCte небольшими порциями до прекращения выделения осадка. Образующийся белый осадок отфильтровывают на фильтре Шотта № 4, промывают дистиллированной водой, высушивают в сушильном шкафу при 50 - 60°С.

Пример 3, Приготовление мембраны.

В бюкс емкостью 50 мл помещают навеску растворителя-пластификатора, соединений НрАВ-Ва(И)-ТФБ и додецилсульфата бария при соотношении 2 : 1 - 1 : 2 в количестве 0,001 - 0,1 моль/кг растворителя- пластификатора (о-нитрофенилоктилового эфира или диоктилфталата) и 5 - 10 мл тет- рагидрофурана. Растворение электродно- активного вещества ведут при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке, затем небольшими порциями прибавляют поливинилхлорид (ПВХ) в соотношении ПВХ : растворитель-пластификатор 1 : 2 - 3 до получения гомогенной системы. Полученную смесь выливают в чашку Петри и испаряют тетрагидрофуран в течение суток на воздухе. Полученная мембрана имеет вид эластичной пленки.

Из пленки вырезают диски необходимого размера и приклеивают их к корпусу клеем (тетрагидрофуран + ПВХ). В корпус электрода заливают внутренний раствор KCI (0,1 М), помещают внутренний хлоридсеребря- ный электрод. Изготовленный таким образом электрод кондиционируется в течение суток в дистиллированной воде.

Для определения АПАВ и НПАВ в электрическую ячейку помещают заявляемый ИСЭ, анализируемую пробу и титруют соответственным титрантом. В таблице 1 приведены результаты определения АПАВ и НПАВ в модельных смесях.

Ионоселективный электрод используют для определения содержания неионогенных и анионных поверхностно-активных веществ в синтетических моющих средствах Эра-автомат и Лотос-автомат. Содержание НПАВ пересчитывают на синтанол ДС- 10, АПАВ - на сульфанол.

Пример 4. Определение НПАВ и АПАВ в CMC Лотос-автомат и Эра-автомат. .

Навеску CMC 0,7000 г взвешивают в стаканчике на 50 мл, растворяют в теплой дистиллированной воде и количественно переносят в колбу на 250 мл. После остывания раствор доводят до метки дистиллированной водой и Перемешивают. Затем в электролитическую ячейку помещают индикаторный пленочный ионоселективный электрод и пробу CMC, Электродом сравнения служит хлоридсеребряный электрод. При определении НПАВ к анализируемой пробе прибавляют избыток хлорида бария и

титруют раствором тетрафенилбората натрия, титр которого определяют гравиметрическим методом. Для определения НПАВ пробу титруют раствором цетилпиридиния хлористого. Измеряют ЭДС в зависимости

от объема прибавленного титранта, По кривым потенциометрического титрования, Е, мВ - V мл (А Е/ AV - V) находят объем титранта в точке эквивалентности. Содержание ПАВ рассчитывают по формуле

Ститр УМ.Э. ЭПАВ ЮОО

У

ал

, МГ/Л,

где Ститр. - концентрация титранта (тетрафенилбората натрия для определения НПАВ, цетилпиридиния хлористого - для АПАВ), моль/л;

Ут.э. - объем титранта в точке эквивалентности, мл;

ЭПАВ - эквивалент ПАВ, на который ве- дут пересчет ЭНПАВ 356 (для неонола АФ9-10);.

ЭНПАВ 351,6 (для синтанола ДС-10) ЭАПАВ 266 (для тридецилсульфата натрия);

ЗАПАВ 299 (для сульфанола)

Уал - обьем аликвотной части, взятой для анализа, мл

В табл. 2 приведены результаты определения АПАВ и НПАВ в CMC Эра-автомат и Лотос-автомат.

В табл. 3 приведены данные по подбору оптимальной концентрации электродно-активного вещества в мембране.

В табл. 4 приведены данные по выбору оптимального соотношения компонентов электродно-активного вещества (ЭАВ) смешанной мембраны. Оптимальные соотношения компонентов электродно-активного вещества составляют 2:1-1:2.

В табл. 5 приведены данные по подбору растворителя-пластификатора. Оптимальный - о-нитрофенилоктиловый эфир.

Поливинилхлорид использован в качестве инертной матрицы мембраны, как наиболее доступный и широко распространенный материал. Соотношение ПВХ: растворитель-пластификатор составляет 1 : 2-3.

Таким образом, заявляемый ионоселек- тивный электрод отличается простотой s техническом исполнении и может быть использован для раздельного экспрессного определения анионных и неионогенных ПАВ в различных объектах окружающей среды.

Формула изобретения

1. Ионоселективный электрод, включающий поливинилхлоридный корпус, внут- ренний хлоридсеребряный полуэлемент, внутренний раствор и (НПАВ)-мембрану, содержащую растворитель-пластификатор и комплексную соль неионогенного поверхностно-активного вещества бария и тетра- фенилбората, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона определяемых поверхностно-активных веществ, мембрана содержит дополнительно додецилсульфат бария при следующем со- держании компонентов, мае.%:

НПАВ-Ва(И)-ТФБ0,08-0,77; додецилсульфат бария 0,02 - 0,27; ПВХ (поливинилхлорид) 32,99-33,30; раство рител ь-пласти- фикатор о-нитрофенилОктиловый эфиростальное.

2. Электрод поп, 1,отличающийся тем, что в качестве НПАВ используют полиоксиэтилированные кислоты.

3. Электрод по п. 1, о т л и ч а ю Щ и и- с я тем, что в качестве НПАВ используют полиоксиэтилированные спирты.

4. Электрод по п. 1,отличающий- с я тем, что в качестве внутреннего раствора используют 0,1 М раствор хлорида .

Таблица1

Использование: изобретение для раздельного определения анионных и неионо- генных поверхностно-активных веществ при совместном присутствии в различных промышленных объектах без предварительного их разделения. Сущность изобретения: мембрана содержит соединение НПАВ- Ва(П)-тетрафторборат и додецилсульфат бария в соотношении НПАВ-Ва-ТФБ: додецилсульфат 2 : 1 - 1 : 2 в количестве 0,001 - 0,1 моль/кг растворителя-пластификатора, позволяет определить неионоген- ных и анионные поверхностно-активных веществ при совместном присутствии без их предварительного разделения. 1 ил., 5 табл.

Результаты определения неионогенных в анионных ПАВ в модельных смесях

Результаты определения НПАВ и АПАВ в CMC (навеска 0,7000 г, v 250 мл, , p 0,95)

Влияние концентрации ЭАВ в мембране на возможность определения НПАВ и АПАВ

Продолжение табл.1

Таблица 2

Таблица 3

Влияние соотношения компонентов смешанной мембраны на возможность

определения НПАВ и АПАВ

Таблица 5