Состав мембраны ионоселективного электрода для определения меди (1) Советский патент 1983 года по МПК G01N27/30 

(5) СОСТАВ НЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ (1)

Изобретение относится к мембранам

ионоселективных электродов и может быть использовано в аналитической химии, в технологическом контроле электрохимических производств, в практике научных исследований.

Известны мембраны ионоселективных электродов для определения меди в растворах, содержащие в качестве электродноЗктивного вещества различные соединения меди, например CunJ халькогениды меди, дитизонаты, диэтилдитиокарбамат, алкилсульфокарбоксилаты меди Cl 3.

Недостатком этих мембран является отсутствие селективности к меди () в присутствии меди (II).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является состав мембраны, в котором в качестве электродноактивного вещества содержится сульфид меди, полученныйосаждением тиосульфатом натрия, внедренный в полимерную матрицу. Ионоселективный электрод с такой мембраной обладает линейной электродной функцией в интервале концентраций меди (II) от 10- до .

Недостатком материала мембраны с этим активным веществом является отсутствие избирательности к меди (I) в присутствии меди (II). Из сравнения произведений растворимости CuS и Cu,S (8,5-10- 5и соотtoветственно) видно, что мембрана обратима одинаково к меди (II) и меди (I).

Цель изобретения - повышение се15лективности определения соединений меди (О в присутствии меди (Н).

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны, содержащем электродноактивное вещество на ос20нове меди и полимерную матрицу, в качестве электродноактивного вещества использован бис -(2,9-Диметил-1,10-фенантролин)-куприпикрат (Си (ДМФен); Э Pic) в количестве раствора, в органическом растворителе. 2,9-Диметил-1,10-фенантролин (ДМФен) является специфичным реагентом на медь (I) и образует с ней катионный комплекс СиСДМфен), который в составе ионного ассоциата с крупным гидрофобным анионом, например пикрат-ионом (Pic), используется в качестве электродноактивного вещества. Для обеспечения проводимости материала мембраны электродноактивное вещество растворяют в несмешивающемся с водой нелетучем органическом растворителе, совместимым с полимерной матрицей. В качестве полимерной матрицы используют поливинилхлорид. полистирол или другой полимер. Для получения активного вещества его очищают перекристаллизацией из смеси бензол-дихлорэтан, отфильтровывают, промывают бензолом и сушат (Р1)Нд,Ня2%К2504Си(ДМФен).

Внутренний элект-Внутренний раствор Мембрана род сравнения сравнения

Иомоселективный электрод с помощью иономера ЗВ-7. Электродная функция линейна в интервале рСи от 6,5 до с наклоном -57,9 мВ на порядок концентрации. Рабочий интервал рН Ц-В. Время установления потенциаСи(ДМФен)2

Ni (ДМФен )|

Мешающий ион 7,6-10 6,3-10 Коэффициентселективности

Как видно из таблицы, ЭJпeктpoд можно применять в растворах, содержащих катионы Си, N(2, , .

На основании полученных данных проводят определение меди (I) в технологических растворах по следующей методике.

К 1 мл медно-аммиачного технологического раствора, содержащего до

Электрод сравнения

ла не более 2 мин. Воспроизводимость электродной функции ±1 мВ.

Селективность определяют по методу смешанных растворов. Значения коэффициента селективности приведены в таблице.

Ч

(ДМФен) 1п(ДМФен)5

I д

10 м/л меди (1), приливают 10 мл

1. раствора ДМФен в 0,1 н. , нейтрализуют р&створ до рН -8, доводят до 100 мл бидистиллир)ванной водой и перемешивают. В полученный раствор погружают ионоселективный электрод и электрод сравнения и измеряют ЭДС. Содержание меди (О находят по градуировочному гра|фику Е(мВ) - рСи. при . Чистоту контролируют с помощью тонкослойной хроматографии на пластинках Sllufol. В качестве подвижной фазы применяют смесь дихлорэтан - этиловый спирт(8:1). Rr. 0,65. Пример 1.К5мл раствора Си (ДМФен)2Pic в дибутилфталате приливают 2,7 мл 10%-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе. В результате получают материал мембраны состава, мас.: раствор Си (ДМФен) в дибуТилфталате 75; поливинилхлорид 25. Из полученной пленки вырезают диск и приклеивают его к поливинилхлоридной трубке того же диаметра. Электродную функцию изучают путем измерения ЭДС гальванической цепи СиСДМФен) PicICT M Исследуемый раствор в дибутилфталате KgSO iHg2SO,Hg(pt)H(P) 2,6-10 ij.-IO 5 Пример 2. К5мл 10-2 н раст вора Си (ДМФен)2 Pic в диоктилфталате приливают 12 мл 10 -ного раствора поливинилхлорида в циклопексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на открытом воздухе, В результате получают материал мембран состава, мас.: раствор Си{ДМФен)2 Pic в диоктилфталате 65; гюливинилхлорид 35. Свойства полученной мембраны аналогичны мембране, получаемой по примеру 1. Пример 3. К 5 мл раствора Си(ДМФен)2 Pic в трибутилфосфате приливают 20 мл 10 -ного раствора поливинилхлорида в циклогек саноне, перемешивают, выливают в чаш ку Петри и высушивают на открытом воздухе. В результате получают материал мембраны состава, мас.: раствор Си(ДМФен)2 Pic в трибутилфосфате 70; поливинилхлорид 30. Свойства полученной мембраны аналогичны получаемой по примерам 1 и 2 С помощью материала мембраны, выбранного за прототип, можно определять только суммарное содержание Си (II) и Си (I). Пример . К5мл2 раствора Си(ДМФен)2 Pic в дибутилфталате приливают 20 мл 10%-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на открытом воздухе. В результате получают материал мембраны состава, мас.: раствор Си(ДМФен)2 Pic в дибутилфта лате 70; поливинилхлорид 30. Электрод с мембраной из этого материала обладает нижИйм пределом об наружения меди (О , а электрод с мембраной из ма1териала, полученного по примеру 2, обладает нижним пределом обнаружения меди (|) . При содержании в материале мембраны электродноактивного вещества ниже указанного предела значительно увеличивается время установления потенциала и ухудшается воспрюизводимость электродной функции. П р и м е р 5. К 5 мл раствора СиСДМФен) Pic в дибутилфталате приливают 30 мл 10 -ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе. ftji В результате получают материал состава мае.: 3-10 М раствор Си(ДМФен)2 дибутилфталате 70; поливинилхлорид 30. Время установления потенциала электрода с мембраной из этого материала до 12 мин, воспроизводимость электродной функции t3 мВ. Электрод с мембраной, полученной по примеру 1, обладает временем установления потенциала не более 2 мин. ii воспроизводимостью электродной функции ±1 мВ. Максимальное Пластифицирующее действие большинства пластификато|РОВ установлено при соотношении пластификатор:поливинилхлорид 70:30 ;(мас.). С уменьшением содержания пластификатора в полимере возрастает электрическое сопротивление мембраны и потенциал электрода становится неустойчивым. Пример 6. К5мл раствора Си(ДМФен)2 PJc в трибутилфосфате приливают 30 мл 10%-ного раствора поливинилхлорида.в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на открытом воздухе. Получают материал состава, мас.: раствор Си(ДМФен) Pic в трибутилфосфате 62; поливинилхлорид 38. Электрод с мембраной из материала такого состава линейной электродной функцией не обладает. С увеличением содержания пластификатора в полимере ухудшаются механические свойства последнего. Пример 7. К 5 мл раствора Си(ДМФен) Р1с в диоктил- фталате приливают 10 мл 10%-ного раствора поливинилхлорида в циклогексаноне, перемешивают, выливают в чашку Петри и высушивают на воздухе. Получают материал состава, мас.: 10 Мраствор Со(/у1Фен)2 Pic в диоктилфталате 78; поливинилхлорид 22. Образующаяся пленка легко рвется и не пригодна для использования в качестве мембраны ионоселективного электрода. Таким образом, выход за указанные пределы содержания компонентов состава, значительно снижая точность определения меди (1) имеханические свойства мембраны, делает материал непригодным для использования в качестве ионоселективного 7 электрода и значительно повышается нижний предел определения меди (). Предлагаемый состав мембраны обес печивает возможность определения сое динений меди (I) в присутствии значительного избытка соединений меди (II) в растворах сложного солевого состава потенциометрическим методом с помощью ионоселективного электрода с мембраной из предлагаемого материала,Формула изобретения Состав мембраны ионоселективного электрода для определения меди (1), включающий электродноактивное вещество на основе меди и полимерную 1 матрицу, от,личающийся тем, что, с целью повышения селек тивности определения в присутствии меди (II), в качестве электродноактивного вещества использован бис--(2,9Диметил-1,10-фенантролин)-куприпикрат в количестве раствора в органическом растворителе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лакшминараянайах Н. Мембранные электроды. Л., Хймия 1979 с. 188195, , . 2.RickD. , Toth К., Punqor Е. Л new helerogemons solidslale copper II - seletive electrode. Analyt. Chem.Clcta, 1972, 6l, p. 169 175 (прототип).