Состав мембраны электрода для потенциометрических измерений кислотности фтористоводородсодержащих растворов

Состав мембраны электрода для потенциометрических измерений кислотности фтористоводородсодержащих растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ МЕМБРАНЫ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ КИСЛОТНОСТИ ФТОРИСТОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, содержащий электродноактивное вещество в виде оксиднованадиевой бронзы и связук11цее,о т личающийс я тем, что, с целью повышения химической стойкости и расширения диапазона измерения рН растворов, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-фторидную ванадиевую бронзу состава Na V205-xF.x (где О xil) или .jj((,25 при следующих соотношениях ингредиентов, вес.%: Оксидно-фторидная ванадиевая бронза 90-95 Связующее5-10

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК r (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

gh,.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3404417/18-26 (22) 10.03.82 (46) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72 ) A. Г. Кокшаров, И.у. Кокшарова, A.À. Фотиев,. К.A. Калиев и A.Н.Барабсшкин (71 ) Волгоградский политехнический институт и Институт химии УНЦ AHCCCP (53 ) 621. 317 (088. 8 ) (56) 1. Tiri Koryte, Jon. selective

electrodes, Csmbr i dye University

Press, 1975, р. 1214, 2. Авторское свидетельство СССР

9. 785720, кл. G 01 N..27/48, 1980 (прототип ) . (54)(57) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ЭЛЕКТРОДА

ДЛЯ ПОТЕНЦИОИЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯ

КИСЛОТНОСТИ ФТОРИСТОВОДОРОДСОДЕРЖА

ЩИХ РАСТВОРОВ, содержащий злектродноактивное. вещество в виде оксиднованадиевой бронзы и связующее,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения химической стойкости и расширения диапазона измерения рН растворов, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-фторидную ванадиевую бронзу состава на„ч О Р.„(где 0 с х 41) или К) 03„у „(х=0,2 ) при следукщих соотнсыейиях ингредиентов, вес. S s

Оксидно-фторидная ванадиевая бронза 90-95 Я

Связующее 5-10

1056030

Изобретение относится к методам физико-химического анализа, а именно к потенциометрическим измерениям кислотности растворов, содержащих фтористоводородную кислоту или кислые растворы фторидов, и может быть 5 использовано в химии, химической, технологии, в гидрометаллургических процессах, агрохимии.

Известны стеклянные электроды для измерения кислотности раство- 10 ров f1 ).

Однако эти электроды.не могут применяться в Растворах, .содержащих кислые фториды или фтористоводородную кислоту, которые химически взаи- -15 модействуют с поверхностью активного элемента стеклянного электрода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является состав мембраны электрода для потен- 20 циометрических измерений кислсагности фтористоводородсодержащих растворов, который содержит электродноактивное вещество в виде оксиднованадиевой бронзы и-связующее (.23.

Недостатком активных элементов таких электродов является низкая хи- мическая стойкость в сильнокислых и сильнощелочных средах, что значительно сокращает срок использования и ограничивает диапазон измерения кислотности растворов.

Целью изобретения является повышение химической стойкости и расширение диапазона измерения рН растворов.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны элект-, рода для потенциометрических измерений кислотности фтористоводородсодержащих растворов, содержащем электродноактивное вещество в виде 40 оксидно-ванадиевой бронзы и связующее, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-фторидную ванадиевую бронзу состава NaxV Oy-xFx (где 0 < х «< 1) или КхЧоз„Гз „(х = 45

0,25 ) при следующих соотношениях ингредиентов, вес.Ъс

Оксидно-фторидная ванадиевая бронза 90-95

Связующее 5-10

По сравнению с активным элемен-. том известного состава (окисдными ванадиевыми бронзами) в анионной подрешетке часть атомов кисдорода заменена на атомы фтора, что привело к большему упорядочению анионной подрешетки, а тем самым увеличило химическую стойкость активного элемента электрода.

Синтез оксидно-фторидных ванадиевых бронз производится следующим образом.

Взятые согласно расчету по уравнению

xMF+(1-x ) Ч20 + 2хЧ02 " МхЧ2 Ър (1 ) 65 количества соответствующих компонентов тщательно перетираются и спрессовываются в таблетки. Синтез оксифторидных бронз осуществляется в стальной ячейке (реагирукицие вещества помещаются в платиновый тигель с плотнозакрывающейся крышкой), за полненной аргоном при температуре

550 С в течение 12 ч,. Затем смесь перешихтовывается и производится еще .одна термическая обработка при тех же условиях.

Мембрана электрода изготавливается следующим образом.

Кристаллы оксифторидной ванадиевой бронзы соответствующего состава тщательно смешивают со связующим веществом (растворенным в толуоле полистиролом, эпоксидным клеем с отвердителем или силиконовым каучуком) в весовых соотношениях

2,0-0,1 и нагревают (в случае полистирола) до получения густой массы (при использовании эпоксидного клея или силиконового каучука нагревание не производят), которую помещают в пресс-форму и прессуют в виде цилиндрических таблеток диаметром 6-7 мм и высотой 3-4 мм под дав- . лением 150-200 кг/см . Полученные таблетки нагревают в течение 2-3 ч в сушильном шкафу при температуре

70-80 С, затем охлаждают на воздухе и приклеивают эпоксидным клеем к ropловине трубки диаметром 5-6 мм, из.готовленной из эпоксидной смолы, предварительно к нерабочей стороне таблетки крепят токоотвод (из медной проволоки). Корпус электрода, устойчивый к действию кислот и щелочей, может быть изготовлен из соответствующего материала, например, фторопласта. ,Для потенциометрических измерений в анализируемом растворе электрод используется в паре с электродом сравнения (хлорсеребряным или насыщенным каломельным электродом) . В качестве базового объекта, принят стеклянный электрод, широко используемый в практике и имеющий в качестве активного элемента тонкую стеклянную мембрану, потенциал которой зависит от кислотности растворов . Этот электрод может быть с успехом использован, для измерения рН от слабокислых до слабощелочных растворов, однако не может быть применим для измерения сильнокислых, особенно сильнощелочных растворов, в том числе содержащих фтористоводородную кислоту или кислые растворы фторидов.

Сравнительное изучение химической стойкости в кислых и щелочных средах предлагаемых электродов для потенциометрических измерений .известного состава и базового объекта проводилось путем погружения соот1056030

Материал активного элемента электрода

Количество ванадия, г/л

Диапазон водородной функции

Состав после 30-дневного выдерживания в

25%-ном растворе едкого натра после 25 дневного пребывания в 203-ной фтористоводородной кислоте

Предлагаемая мембрана электрода

На xVg0tt -ttF x (О (х 4 1) Предлагаемый

2,3 10

2.-10 .Ь

0,8-12,3 tttVbxF З-Зх (х = 0,25) 3 8 10

5, 3 10-4

6,3 10

3,5 10

3,1 10-4

1,1-12,4

2,5-10,3

23105

М 7ьОщ(и =Na,Li)

I Х

M-V1$30(M-= Ca, Sr )

Из вест ный

3,8 10

Не применим в растворах, содержащих

HF нли кислые фториды

Отсутствие водородной функции (перестает функционировать ) Перестает функционировать (поверхность активного элемента становится матовой) Стекло

Базовый объект

Составитель Т. Дамешек

Редактор Н. Лазаренко Техред И.Метелева Корректор A. Ильин

Заказ 9290/32. Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ветствующих электродов на длительный промежуток времени в раствор фтористоводородной кислоты (20%) или едкого натра (30 ) ° По количеству ванадия в растворах после пребывания s них предлагаемого электрода и 5 известного и внешнему виду (наличия водородной. функции) базового объекта судят о химической стойкости предлагаемого электрода, известного и . базового объекта.

Результаты этих исследований

:!приведены в таблице и показывают, !

Из данных таблицы видно, что химическая стойкость электродов предлагаемой мембраны по сравнению с известной примерно на 2 порядка вьзае в растворах кислот (HF) и щелочей (Na0H) а предел измерения кислотности на 3 единицы pEl шире.

Изобретение позволяет измерять кислотность растворов, содержащих что электроды, имеющие в качестве активного элемента оксидно-фторидные ванадиевые бронзы, обладают большей химической стойкостью к кислотам и щелочам, чем известный и базовый объект. Приведенные примеры лабораторных испытаний показывают, что электроды являются более химически стойкими к кислотам и щелочам, обладают более широким диапазоном измерения кислотности (рН) растворов, чем электроды иэвестного состава. ! фтористоводородную кислоту или кислые фториды, и может быть использовано в производстве хладонов, фтористоводород ной кислоты, при корректировке состава электролитических ванн в гальваностегии, анализе сточных вод химических, нефтехимических предприятий, а также в гидрометаллургических процессах и агрохимии