Состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ MEtffiPAHU ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕ РЕНАТ-ИОНОВ, содержащий электродноактивное i вещество и органический раЬтворитель, отличающийс я тем, что, с целью расширенияь диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличения срока службы мембраны, в качестве электрОдноактивного вецества использован трёхъядерный стеарат хрома (III) при следующем соотношении компонентов , мае.%: Трёхъядерный стеарат хрома (TII)0,5-4,0 i Органический растворитель 96,0-99,5 СЛ С -боа

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) 0 01 )(27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Органический растворитель

9бк0"99к5

Е, 8

700 бО

-20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3557908/18-25 (22) 23.02.83 (4б ) 23. 02. 84. Бюл. )) 7 (72 ) Х.М. Якубов, M. M, Мансуров, Г.Л. Семенова и А.A. Пендин (71 ) Таджикский государственный университет им. В.И. Ленина и ЛГУ им. A.A. Жпанова (53) 531.135(088.8) (56) 1. Голубева В.Н.; Филетова Т.А.

Селективный Re04"электрод с жидким ионообменником.-"Электрохимия", 1974, т. 10, вып. 7, с. 1123.

2. Заринский В.А., Шпигун Л.К., Петрухина О.M.. Трепалкина В.М. Разработка и исследование электрода, селективного к перренат-иону.—

"Журнал аналитической химии", 1976, т. 31, вып. б, с. 1191 (прототип).

Ю (54 ) (57 ) СОСТАВ МЕИБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЕРРЕНАТ-ИОНОВ, содержащий электродноактивное . вещество и органический ра1творитель, о т л и ч à ю щ и и с я тем, что, с целью расширения, диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличения срока службы мембраны, в качестве электрддноактивного вещества использован трехъядерный стеарат хрома (III) при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Трехьядерный стеарат хрома (III) 0,5-4,0

1 0751 36 (E) в которую включен электрод с мембраной предложенного состава, от логарифма активности перрената аммония (a> NII eO@ ); на фиг. 2 характеристика влияния рН. водных растворов с постоянной концентрацией перрената аммония на ЭДС гальванического элемента; на фиг, 3 характеристика влияния мешающих ионов на ЭДС гальванического элемента.

Электродноактивное вещество получают следукщим образом.

В колбу, снабженную обратным холодильником, помещают 5 r нитрата хрома (III), добавляют 50 мл органического растворителя диоксан и нагревают в течение часа при 65-70 С. Заб тем в колбу вводят 10,65 г стеариновой кислоты и продолжают нагревать в течение 8-10 ч. После концентрирования и охлаждения выпавший осадок отфильтровывают, промывают горячей водой, этиловым спиртом и высушивают.

Ниже приведены данные элементного анализа синтезированного соединенияе Для Cr О (С>у Н35 СОО )6 (Н<О )> /1ЧРф

Найдено, Ъ: С 65,34; Н 10,73;

Ме 7,40.

Вычислено, О: С 65 26; Н 10,88;

Ме 7,85.

Трехъядерность и состав полученного соединения подтверждена методами электронной, ИК-, и ЭПРспектроскопии, магнитной восприимчивости.

Х(идкостная мембрана изготовляется путем растворения навески электродноактивного вещества 0,5-4,0 в

99,5-96,0 г органического растворителя (децилового спирта). Полученный раствор приводят в контакт с

0,1 М водном раствором NH ReOq в течение 24 ч при комнатной температуре для придания мембране НеО -функ. ции. За указанное время осуществляется практически полная замена аниона NO íà Бе04.

Жидкостной перренатный ионоселективный электрод конструктивно выполнен в форме, применяемой для ионоселективных электродов с жидкостной мембраной.

В данном случае использована трехкамерная электродная ячейка, в которой жидкостной ионообменник разделяет два водных раствора перрената аммония. В качестве электродов сравнения использованы хлорсеребряные электроды ЭВЛ-1-3 M.

Электродные свойства исследовали при помощи гальванического элеменTct

Трехъядерный стеарат хрома (I II ) 0,5-4,0

Растворитель 96,0-99,5

На фиг. 1 представлена зависимость ЭДС гальванического элемента

-AglAgC1, КС1 I МН, ReОд1>Мембран

0,01 M

NH ReO4I КС1, AgC1 Ag

Изобретение относится и областй физико-химического анализа, в частности.к определению содержания перренат-ионов в растворах, промышленных водах, технологических процессах, а также к созданию ионоселективных электродов с перренатной функцией.

Известен состав мембраны ионоселективного электрода, предназначенного для определения перренатионов, в котором в качестве электродно-активного вещества.используют перренат тетраоктиламмония, а в качестве растворителя — нитробензол (lj 15

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является состав мембраны ионоселективного электрода для определения перренатионов, содержащий электродноактив- 20 ное вещество и органический растворитель.

В качестве электродно-активного вещества известного состава использован перренат тетрафениларсония, растворителем служит бензол, хлороформ, дихлорэтан, нитробензол (2J .

Недостатками известных мембран являются невозможность определения

1 концентрации перренат-ионов в раство- 0 рах, превышающих 0,1 М, химическая нестойкость применяемых электродноактивных веществ, а также нестабильность измерений в процессе дли тельной эксплуатации электродов 35 (потенциал электродов для растворов перрената одной и той же концентрации в течение 10 сут изменяется на «10 мВ.

Срок службы ReO -электрода с четвертичными фосфониевыми основаниями в качестве электродноактивных веществ составляет один месяц.

Целью изобретения -является расширение диапазона измеряемых концентраций перренат-ионов и увеличение срока службы мембраны.

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения перренат-ионов, содержащем 50 электродноактивное вещество и органический растворитель, в качестве электродноакти вн ого вещества использован трехъядерный стеарат хрома (III ) при следующем соотношении 55 компонентов, вес.Ъ:

1 075136

1. Стеарат хрома

1,0 вес.Ъ

99,0 вес. Ъ

Растворитель

2,0 вес.Ъ

2. Стеарат хрома.

98,0 вес. Ъ

4,0 вес.Ъ

96,0 вес.Ъ

Раствори тель

3. Стеарат хрома

Растворитель

В табл. 1 представлена зависимость

ЭДС гальванического элемента от логарифма активности перрената аммония при различном процентном составе электродноактивного вещества в мембране.

При изменении содержания электродноактивного вещества от 0,5 до 4,0Ъ электрод сохраняет линейную функцию 45

s интервале С и Нл р ц =О, 25-3, 0 ° 1(Г М наклоном 59 мВ. Время установЛения авновесного значения ЭДС для мемран, содержащих 1,0; 2,0 и 4,0 вес. электродноактивного вещества состав- 50 ляет 0,5-1,5 мин.

Пример 1. Растворяют

0,5 вес.Ъ электродноактивного вещества — стеарат хрома в 99,5 r децилового спирта. Полученный раст вор приводят в контакт с 0,1 M водны>л раствором NHyРеО4 в течение 24 ч при комнатной температуре для придания мембране Re04 -функ-ции °

Результаты опытов (фиг. 1, табл. 1), показывают, что зависимость ЭДС гальванического элемента от логарифма активности перренатионов при О, 5Ъ-ном содержании элек" тродноактивного вещества в мембране имеет прямолинейный вид в пре- 15 делах концентрации NEE Re04 0,253 10 М с наклоном, соответствующим уравнению Нернста (59 мВ при 25ОCj .

Коэффициенты активности для NEE4ReOy рассчитывают по уравнению Дэвиса. 70

При уменьшении концентрации перрената аммония ниже 3 10 4 М наблюдалтся отклонения от прямолинейной зависимости. Время установления равновесного значения ЭДС в разбавленных 25 растворах составляет.10-15 мин.

Аналогично получают составы мембран для следующих ингредиентов:

Увеличение содержания злектродно. активного вещества в мембране выше

4,0Ъ ограничено растворимостью стеарата хрома (III). Снижение концентрации электродноактивного вещества менее 0,5Ъ для яидкофазного электрода нежелательно ввиду нестабильности измерений в разбавленных растворах перрената аммония.

Оптимальный состав -жидкостной мембраны 1,0-2,0 вес.Ъ раствора стеарата хрома (III).

Измерения, проведенные в растворах с постоянной концентрацией

ИН

0,4-9,5.

Время жизни электродов с оптимальным содержанием компонентов мембраны, находящейся в контакте со стандартным раствором ИНлйеОл, более года. Измерения, проведенные на протяжении 10 мес показывают. хорошую сходимость.

В табл. 2 показано влияние вре-. мени на электродные свойства мембраны, {Концентрация стеарата хрома в мембране равна 2,0Ъ.)

На фиг. 3 и в табл. 3 представлены данные по селективности разработанного электрода, полученные по методу смешанных растворов при измерении ЭДС гальванического элемента в растворах с постоянной концентрацией мешающих ионов, равной 0,1 М, и переменной концентрацией перренатионов. (Концентрация стеарата хрома в мембране равна 2,0Ъ) °

Преимущества предложенного состава мембран по сравнению с известным заключается в расширении интервала определения концентрации ВеО4-ионов до 0,25 r-ион/л, доступности исходных реагентов для синтеза электродноактивного вещества, а такжЕ в долговечности мембраны.

1075136

Таблица 1

1g активность пер рената ам мония

-zgQ4

Ф NH Re0

Активность перрената аммония а NH Be04 концентрация перрената аммония

N+Re0qM

Стеарат хрома (4,0%)

Растворитель (96,0%) Стеарат хрома (2я 0% )

Растворитель (98,0%) Стеарат хрома (1,0 )

Растворитель (99,0%) Стеарат хрома (0,5% )

Растворитель (99,5%) - 78

-78

-77

0,179

7,73 10

4,08 ° 10

2, 54 ° 10

0,25

-57

-57

0 1

-40

--39

0,05 з,о ° 10

-28

-28

-27

9,0 10

1,0 ° 10

3, 0 ° 10" 3

1 о. 10-3

3,0 10

2,8 10

+29

+29

+29

+29

9,65 ° 10

2, 94 10 ф

9,89 10

+54

+54

+55

+79

+78

+79

+82

+82

+81

+81

ЗДС гальванического элемента, мВ

СNH Re04

К дата измерения

04. 03. 82 20. 07. 82 22. 10. 82

23

0,03

24

0,02

+ 4

+ 3

0,01

+ 18

+ 19

0,005

0,003

0,001

0,005

+ 31

+ 30

+ 56

+ 56

+ 67

+ 67

+ 67

0,747

1,112

1,390

1, 595

2,046

2, 550

3,015

3, 530

4,005

Состав мембраны, вес.%

ЭДС гальванического элемента, мВ

Таблица 2

«F ь

1075136

Таблица

ЭДС галвванического элемента, МВ

Иешакщие ионы

+18

+42

+34

-55

-68

-39

+зо

+26

-55

-68

+31

+16

+35

-56

»69

N03

-зо

-зо

-зо

-30

-55

-69

+41

-39

+60

-55

-39

-55

-68

CRe04 . С мешаю- 2:1 щего иона

1:2

0,836 1,112 1,39 2,046 2,27 2,68

3,0

Е(ив) 0104

Концентрация

Н ре04, Ъ

1:10 1:20 1:50 1:100

1075136

Составитель Г. Дамешек

Редактор Т. Кугрышева Техред Т.Иаточка Корректор A. Тяско .Заказ 489/Зб Тираж 823 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4