Состав мембраны ионоселективного электрода Советский патент 1977 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к составам мем ран для ионоселективных электродов, прим няемых для анализа растворов электролитов в целлюлозно-бумажной промышленнос ти, теплоэнергетике и т.д. Известны электроды, мембраны которы изготовлены из фосфатного стекла с селективностью к катионам щелочг аземельны металлов; кальция, магния, баркя, стронция. Степень селективности у этик электродов снижается в ряду: Такие электроды обладают очень низкой чувствительностью к иону магния. Известны также мембраны на основе сульфида меди, используемые для определения иона магния с помощью комплексометрического титрования раствором этилен диаминтетрауксусной кислоты 2. Однако этот метод громоздок и мало пригоден для прямого и непрерывного определения иона магния в растворах электролитов. Известен электрод, чувствительный к ионам магния, у которого в качестве чувствительной мембраны использован жидкий ионообменник, N -триапкилметиламин. Диапазон определения иона магния такого электрода составляет 10-10 моль/л t3 . Однако такие мембраны чувствительны к внешним возмущеният - таким, как давление и температура. Наиболее близкой к данному изобретению по составу из известных мембран является мембрана, включающая сополимер стирола и л -дивинилбенаола с ионогенными группами пиридина или тривтаналамина, в которой в качестве наполнителя используется полистирол 4. Недостатком этой мембраны является ее чувствительность лишь к анионам, а не к катионам, в частности к катионам магния в растворах электролитов. Цель изобретения - создание составов мембран, способных определять ион магння в водных растворах электролитов. Достигается это тем, что состав мембраны ионоселективного электрода содержит матрицу на основе сополимера стирола и П -дивйнилбензола с ионогенными группами и наполнителя на основе винильны.гс сое динений, Б качестве ионогенных групп мат рицы используют сульфо- или карбоксильные группы, а в качестве поливинильных соединений наполнителя используют поливинилхлорид, при следующем соотношении ком понентов, вес. /о: Сополимер стирола и и-дивйнилбензола50-8О Наполнитель - поливкнилхлорид20-50В качестве сульфосополимеров использованы иониты, изготовленные на основе сополимеров стирола с 0,5-50% вес, rt -дивяннлбеизэла. В качестве карбоксильных сополимеров использованы иониты, изготовленные на основе макропористых сополимеров стирола с 1-10 вес,% п -дивинилбензэла i-i 40 вес.% телогена. Получают предлагаемые составы мембран СиЛедуьощим эбразом. Матрицу на основе сополимера стирола и п -дквиннлбензола с ионогенными группами размалывают и просеивают через сито 500-700 мкм. смешивают с поливинилхлоридом, растворенныгл в тетрагидрофлэане Полученную массу тщательно перемешивают, вь-дивают на металлическую поверхкость, сушат, Полученную мембра; л прикл ивают к лодкэтнленэвой трубке раствором пол.лс-.с::рола в толуоле. Внутреннюю часть .с/лехтрада запо.чняют С,1 М раствором KJIT ркстого :й1--ння и вставляют хлорсеребряный токсотводящий элемент. Готовый элек трод помещают в 0,1 М раствор хлористо го магния и выдерживают 5 суток, Примеры состава мембран: 1.Порошкообразный сополимер стирола 1-1 П -дивннилбензола с сульфо- или карбок сильными группировками50 вес,%. Порошкообразный поливинилхлорид 50вес.% Рабочий диапазон10-10 моль/л Угловой коэффициент 27 wB/pCj g. 2.Порошкообразный сополимер стирола и п -дйвкнилбензола с сульфо- или карбо ксильными группировкамиSO вес,% П ор о чх о обр аз ный п ол ивииилклсрид2О Бес,% Рабочий диапазон10 - 10 моль Углово;; коаффициент 27 мз/рС, 3, Оптимальный состав мембраны Порошкообразный сополимер стирола и и -лдивинилбензола с сульфо- или карбоксильными группами60 вес.% Порошкообразный поливинилхлорид4010 -10 моль/л Рабочий диапазон 27 MB/pCj g, Угловой коэффициент Составы мембран, приведенные в прим pax 1 и 2, оказались менее механически прочными и имели меньшее время работы, чем оптимальный состав мембраны, приведенный в примере 3, из-за образования микрс)трещин в мембране. В таблице 1 указаны рабочие характеристики электрода (рабочий диапазон; угловой коэффициент) с мембраной оптимального состава, приведенного в пртлере 3, где в качестве матрицы использован сополимер стирола с различным содержанием п -дивйнилбензола (от 0,5 до 50%). а в качестве ионогенных групп - сульфогруппы. В таблице 2 приведены рабочие характеристики электрода с мембраной оптимального состава, приведенного в примере 3, где в качестве матрицьг использован тело- генированный сополимер стирола с 40 вес.% телогена и различным содержанием п -дивйнилбензола, от 1 до Ю вес.%, а в качестве ионогенных использованы карбоксильные группы. Способ с предлагае /ь м составом ме;ч:б-ран ионоселективного электрода для опреэлектооделения иона магния в раство зг литов выгодно отличается от сулествующих способов суоай простотой ii надежн стью, Р1зобретение позволит расширить диапазон измеряемых кондентрацкй иона магния от 1 дэ 1О мо:. /л, пр че--/ т/чс вятельность электоода во всем диапазоне близка к теоретической. Присутствие ионов калия, .;:атрия и щелочноземельных металлов практически не мешает определению иона магния. Э лектрод может работать в средах с кислотностью от 3,5 до ЮрН. Внедренче изобретения даст значительный экономический эффект. Предлагаемый электрод позволит автоматизировать ряд технологических процессов в таких областях тех НИКИ, как теплоэнергетика, обработка и контроль сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности.

Таблица 1

Формула изэбретения 1. Состав мембраны ионоселехтивного электрода, включающий матрицу на основе сополимер-а стирола и п -дивинилбензола с ионогенными группами и наполнителя на основе винкльных соединений, отличающийся тем,что,с целью обеспечения воз молшости определения иона магния в водных растворах электролитов,в качестве ионогенны групп матрицы используют сульфо- или кар боксильные группы, а в качестве поливиндльных соединений наполнителя используют поливинилхлорид при следующем соотношении компонентов, вес. %: Сополимер стирола и ц -дивинил бензола50-80 Наполнитель 20-50

Таблица 2 2.Состав по п. 1, отличаюийся тем, что используют сополимер ионогенной сульфогруппой и с 0,5-50 вес.% дивинилбенз ола. 3,Состав по п. 1, отличаюийся тем, что используют сополимер карбоксильными ионогенными группами с 1-10 вес.% п-дивинилбензола. Источники информации, принятые во вниание при экспертизе: 1.5с4-еисе, 1963 г,, 142, стр.1292. 2.Ana6,Chem Acta,1971 г., 56 р. 316. 3.Дарст Д. Ионоселективные электроды, ., Мир, 1972, С.80. 4. Авгорское свидетельство № G36585, . G 01 N 27/30, 1970.