Электрод для потенциометрических измерений фторсодержащих растворов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к технике измерения рН растворов, а точнее к электродам из оксидных ванадиевых бронз для потенциометрических измерений фторсодержащих растворов. Известны стеклянные электроды для измерения рН, недостатком таких электродов является невозможность применения в растворах/ содержащих HP в связи с взаимодействием плавике вой кислоты с поверхностью стекла 1. Ближайшим техническим решением к изобретению является известный элект род для потенциометрических измерений фторсодержащихрастворов, состоя щий из спрессованных монокристаллов оксидных ванадиевых бронз типа (м-и, Na, К, Ад, Си) или У,2 (м -Са, Sr) размером мм и связующего - резольного или бакелитового лака 2. Недостатком этого электрода являются: большое время установления раз новесного потенциала (20-30 мин), недостаточная воспроизводимость потенциала, сложность технологии изготовления и низкая величина электро- проводновти ( R 250-300 Ом). Сложность технологии изготовления электрода заключается в необходимости из.мельчения монокристаллов бронз до Определенной крупности (0,15-1 мм), перемешивания их с резольным или бакелитовым лаком, прессования и выдержки при 150-180 С в течение 0,5-1ч. Целью изобретения является уменьшение времени установления равновесного потенциала, увеличение воспроизводимости потенцисша, упрощение технологии изготовления и увеличение величины электропроводности электрода. Это достигается тем, что в качествве электрода используют монокристаллы оксидных ванадиевых бронз типа MlVfcO S (, Na, К, Ag, Си) или м -Са, Sr). Смесь, например состава + или AgNOj + , нагревают в платийовой чашке до температуры ,выдерживают при этой температуре в течение 30 мин и охлаждают со скоростью 1 град./мин при атмосферном давлении воздуха или в вакууме. Получают монокристаллы бронз состава или AgVgO.j. в случае оксидных ванадиевых фронз, лития калия, меди, кальция и СТРОИцин охлаждение расплава проводят при остаточном давлении воздуха ,1 мм рт . ст .

Использование единичных монокристаллов позволяет уменьшить время устанонления равновесного потенциала в 20 - 30 раз и увеличить степень воспроизводимости потенциала, так как поверхность электрода состоит только из одной бронзы без связующего (резольного или бакелитового лака), которое хоть и-в незначительной степени но впитывает рабочий раствор. Кроме того, уменьшается расход материала (бронзы), так как величина монокристалла не влияет на потенциал электрода и он может быть сколь угодно малым. Исключение операций- измельчения монокристаллов до определенной крупности (0,15-1 мм), смешивания их с резольным или бакелитовым лаком, прессования и выдерживания при 150180 с существенно упрощает технологию изготовления электрода.

Предлагаемый электрод из оксидной ванадиевой бронзы без резольного или бакелитового лака обладает большой величиной электропроводности, так как при использовании единичного монокристалла бронзы в его объеме отсутствует изолятор (лак).

Электрод для потенциометрических измерений величины рН и титрований фторсодержащих растворов, изображенный на фиг. 1, представляет собой устройство, состоящее из монокристалла 1 в форме иглы, вытянутой вдоль кристаллографической оси в и прикрепленного к монокристаллу контакта 2 из металлической проволоки, например меди или платинн. Корпус электрода 3 изготовлен из материала, устойчивого в кислых средах, содержащих фтор, например эпоксидных смол или фторопласта.

Из этого же материала изготавливается защита 4 монокристалла от механических поломок, которая имеет отверстия 5 для циркуляции раствора.

Для обеспечения большой механической прочности электрода монокристалл бронзы может быть полностью залит эпоксидной смолой или фторопластом. Тогда рабочей поверхностью электрода будет плоскость, перпендикулярная оси в монокристалла.

Для проведения потенциометрических измерений в анализируемый раствор помещают электрод из монокристалла, например MVgO j , и в паре со стандартным, например хлор-серебряным электродом, проводят измерения рН или потенциала (ЭДС) Ев мВ.

На фиг. 2 представлена типичная калибровочная кривая электрода, выполненного на основе монокристаллов ванадиевых бронз; на фиг. 3 - кривая титрованид фтористоводородной кислоты раствором NaOH.

Результаты, представленные на фиг. 2 и 3, свидетельствуют о возможности использования единичных монокристаллов оксидных ванадиевых бронз типа и М V,, в качестве 5 электродов для измерения рН и потенциометрических титрований различных растворов, в том числе, содержащих большие количества фтора.

Использование в качестве электроQ дев единичных монокристаллов позволило сократить расход дорогостоящих оксидных ванадиевых бронз.

Кроме того, электропроводность единичных монокристаллов равна 18-34 . см , а электродов, изготовленных по известному способу.

- 0,004-0,003 Ом .см . Эти результаты свидетельствуют о существенном увеличении электропроводности электродов, изготовленных по предлагаемому способу.

Увеличение электропроводност1( электродов дает возможность измерять ЭДС электродов электроизмерительными приборами с низким входным сопротив5 ленчем (потенциометрами, ламповыми вольтметрами).

Уменьшение времени установления равновесного потенциала электрода из единичного монокристалла по сравнению

Q с известным обеспечивает высокую оперативность контроля за технологическими процессами и способствует повышению качества работы автоматизированных систем регулирования и управJ ления.

При использовании электрода из единичного монокристалла бронзы наблюдается хорошая воспроизводимость результатов. Например, в течение 15 дней значения ЭДС электродов совпадали в пределах ±5 мВ. Для известных электродов отклонения составляли ±(10-15) мВ.

Формула изобретения

Электрод для потенциометрических измерений фторсодержащих растворов из оксидных ванадиевых бронз, о т 0личающийся тем, что, с целью уменьшения времени установления равновесного потенциала, увеличения воспроизводимости потенциала, упрощения технологии изготовления и

f увеличения величины электропроводности, электрод выполнен из единичных монокристаллов оксидной ванадиевой бронзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Tiri Korvta Ton-seEective e ectrodes Cambudge University Press, 1975.

2. АвторсАое свидетельство СССР по заявке 2574361/18-25,26,01.78 (прототип),