Способ калибровки индикаторных электродов Советский патент 1976 года по МПК G01N27/52 

Изобретение относнтся к области нотенциометрических измерений, в частности, к области измерений активностей ионоа в растворе с помощью ион-селективных индикаторных электродов Известны способы калибровки индикаторных электродов в потенциометрии, которые на практике сводятся к проверке обратимости электродов к ионам Определенного вида, например, ионам водорода, хлорид-ионам, сульфид-ионам, ионам натрия, калия и др. Условие обратимости индикаторного электрода определяется уравнением Нериста о + --;г1па;, где Е - потенциал индикаторного электрода;о - нормальный потенциал, характеризующий данный электрод; R - газовая постоянная; F - ЧИСЛО Фарадея; п - заряд иона; иг - активность ионов в растворе. Существует опособ калибровки индикаторных электродов в потенциометрии, основанный на измерении потенциала электрода в стандартном растворе, в котором проверку обратимости ИНдикаторных электродов про510 15 20 25 ЗЭ изводят по серии стандартных растворов с известной активностью определяемых ионов. Проверку обратимости индикаторного электрода проводят путем измерения ЭДС цепи, составленной из индикаторного электрода, анализируемого раствора с известной активностью ионов и электрода сравнения. Такие измерения производят для каждого раствора серии числом не менее шести для всего необходимого интервала активностей ионов. Строят график зависимости в координатах: Е - Inc.,-. Определяют тангенс угла наклона прямой, который равняется экспериментальному зна, ,RT чению коэффициента - в уравнении (1). Обратимость электрода проверяют по соблюдению линейности зависимости Е - 1па,- и соответствию найденного углового коэффициента прямой теоретическому значению вел)чины . Существенными недостатками известного способа калибровки индикаторных электродов являются: отсутствие растворов-стандартов для большинства индикаторных электродов, необходимость приготовления калибровочных растворов и их тщательного анализа независимым способом, неустойчивость многих калибровочных pacTiBOpoB, особенно при низких величинах активностей ионов, ограниченный интервал актийностей ионов, .по которым «роподят калиброаку индикаторных электродов (ограничения связаны с тем, что приготовление растворов с малыми коицентраииями сопряжено с потерями за счет адсорбили на стенках сосудов, окислением и т. д.). а также большая трудоем-кость подготовительных олераций по Приготовлению серии калибровочных растворов. Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса калибровки, обеспечивающей проверку обратимости электродов во всем необходимом интервале активностей определяемых ионов. Цель достигается тем, что в известном способе, основанном на измерении потенциала в качестве стандартного раствора используют раствор, в котором протекает реакция, сопровождающаяся изменением активности лотенциалобразующих ионов, с известной константой скорости протекания реакции, меньщей скорости установления .потенциала электродной системы. Зависимость потенциала индикаторного электрода описывают 1кинетически1м уравнением первого порядка: dE - RT где d - знак дифференцирования; / - время; X - константа скорости кииетической реакции первого порядка для данного вещества при заданных условиях. Из сопоставления зависимостей (1) и (2) следует нетривиальный вывод о возможности калибровки индикаторных электродов но кинетической зависимости потенциала индикаторного электрода. Последовательность технологических операций при калибровке индикаторных электродов следующая. Приготавливают стандартный раствор с приблизительно известной ко1щентрацией, в котором протекает реакция, сопровождающаяся измеиением активности потенциалобразующих ионов, с известной константой скорости протекания реакции первого порядка. Составляют измерительную цепь, состоящую из .индикаторного электрода приготовленного раствора и электрода сра.внения. Измеряют ЭДС (Е) цепи но времени визуально или с помощью авто.матического самопищущего устройства, наиример электроиного потенциометра ЭПП-09 с прямоугольной диаграм,мой, .где показания Ш1калы пропорциональны ЭДС, а скорость перемещения диагра.ммой ленты пропорциональна времени. Определяют тангенс угла наклона прямой, который равняетея константе скорости реакции, умноженной на коэффициент Нернста RT пР Обратимость электрода проверяется по соблюдению линейности зависимости: потенциал - время и соответствию найденного углового коэффициента прямой теоретическому значению величины Пример. Калибровка ксантогенат серебряного индикаторного электрода по данным кинетики разложения этилового ксантогената прирН |1,10и 25°С. Известно, что константа с корости разложе1пш этилового ксантогената х при ,10 и 25С равна 4,70 Пр.иготавливаем раствор этилового ксантогената с приблизительно известной концентрацией в буферном растворе с рН 1,10 при температуре 25°С. Составляем нзмерительную день, состоящую из индикаторного вращающегося ксантогенатсеребряного электрода, приготовленного раствора и электрода сравнения. Измеряем ЭДС (Е) цепи во времени. Определяем тангенс угла наклона прямой в коор.динатах: потенциал- время, который равняется константе скорости реакции разложения, умноженной на коэффициент Нернста RT iiF Обратимость электрода проверяется по соблюдению линейности зависимости потенциал- время н соответственно найденного углового коэффициента прямой теоретПЧескому значению .величины Реализация способа калибровки индикаторных электродов дает ря.д преимуществ в практике потенциометрических определений. Снособ дает возможность повысить точность калиб.роВКи, упростить процссс калибров.кн, а также расширить пределы измеряемых конпоитрацпй. Точность калибровки увеличивается за счет того, что реализация способа не требует знания точной кОНдентрации (активности) определяемых ионов. Суил,ественным преимуществом предлагаемого способа является возможность калибровки индикаторных электродов в растворах, где происходит разложение или окисления ионов, к которым обратим калибруемый электрод. Учитывая тот факт, что предлагаемый способ исключает ряд операций, таКих как приготовление калибровочных растворов, тщательный анализ последних, измерение потенциала в каждом из калибровочных растворов, реализаЦИя способа ведет к значительному сокращению за-лрат рабочего времени, неОбходимого на калибровку индикаторных электродов. Способ применим как в научио-исследовательской практике, так и на производстве. 5 Формула изобретен .и я Опоюоб калибровки и-ндикаторных электродов, основанный на измерении потенциала электрода в стандартном растворе, отлича-5 ющийся тем, что, с целью повышения точностн и упрощения процесса кал-нбровкн, вка6честве стандартного раствора используют раствор, в котором протекает реакция, сопровождающаяся изменен.ибм aKTHiBHocTH потенциалобразующих ионов с известной константой скорости протекания реакции, меньшей скорости установления потенциала электродной системы.