Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия

Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ МЕНБРАНЫ .ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ЦЕЗИЯ, включающий мембраноактивное вещество и органический растворитель , отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и расширения диапазона определяемых концентраций, в качестве мембраноактивного вещества используют цезиевую соль. 1,4,7,lO,13,21,24,27октаокса-18 ,30-диазациклотрнаконтан-14 ,17,31-34-тетрона, а в качестве органического растворителя - г -дихлорбензол при следукнцем соотношении компонентов, мас.%: Цезиевая соль 1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18 ,30-диазо циклотриаконтан-14 ,17,31,34-тетрон 0,05-12,50 п-Дихлорбензол Остальное Ocs

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИЦЮ, РЕСПУБЛИН за С 01 и 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,, Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1га

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619598/24-.25 (22) 11.07.83 (46) 15.11.84. Бюл..й 42 (72) В.Н. Голубев, С.А. Верхотурова, Н.Г. Лукьяненко, А.В. Богатский, В.А. Шапкин, Н.Ю. Назарова и З.А. Черноткач (71) Физико-химический институт

АН УССР (53) 531. 135 (088. 8) (56) 1. Лакшминарайанайах Н. Мембранные электроды. Л., "Химия", 1979, с. 187-188.

2. Авторское свидетельство СССР

647594, кл. G 01 N 27/30, 1979 (прототип).,SU„„1124215 A (54)(57) СОСТАВ МЕИБРАНЫ .ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИОНОВ ЦЕЗИЯ, включающий мембракоактивное вещество и органический растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и расширения диапазона определяемых концентраций, в качестве мембраноактивного вещества используют цезиевую соль 1,4,7, 10, 13,21,24,27октаокса-18,30-диазациклотриаконтан-14,17,31-34-тетрона, а в качестве органического растворителя - n -дихлорбензол при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Цезиевая соль

1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18,30-диазоциклотриаконтан-14,17,31,34-тетрон 0,05-12,50 и -Дихлорбензол Остальное

1 11242

Изобретение относится к Ьизикохимическому анализу и предназначено для потенциометрического анализа активности ионов цезия в водных растворах как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Известен состав мембраны ионоселективного электрода на ион цезия, в котором мембрана приготовлена из осадков молибдофосфата цезия (1 ). 10

Электрод с таким составом мембраны имеет наклон калибровочного графика 24,5 мВ/РО при 25 С, что позволяет использовать его для измерения цезия в растворах только по методу стандартных добавок, т.е. для прямого потенциометрического анализа он не пригоден.

Наиболее близок к предлагаемому состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия, включающий мембраноактивное ве,щество и органический растворитель.

Известный состав индикаторной мембраны ионселективных электродов для определения ионов К, NH<, Cs вклю+ + + чает соль тетрафенилбората, дибутилфталат и макроциклический комплексон2,3, 1 1, 12-дибензо-1,4,7, 10, 13, 16гексаоксациклооктафела-2,11-диен (2).

Недостаток электрода с таким составом жидкой мембраны †. сложность приготовления мембраны. Кроме того, электрод недостаточно чувствителен киону цезия, особенио,иафоне ионов.: калия и аммония, что не позволяет использовать этот электрод для определения ионов в присутствии сравнимых количеств ионов NH и К, а также

+ + имеет недостаточный диапазон опреде40 ленных консентраций и высокое 10 Ом электрическое сопротивление, что не всегда позволяет применять отечественные рН-милливольтметры типа рН-121.

Цель изобретения — повышение селективности и расширение диапазона

45 определяемых концентраций. !

Поставленная цель достигается тем, что в составе мембран 1 ионоселективного электрода для определения ионов 0 цезия, включающем мембраноактивное вещество и органический растворитель, в качестве мембраноактивного вещества используют цеэиевую соль

1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18,30- 5 диазациклотриаконтан-14,17,31,34-тетрона, а в качестве органического растворителя — n --дихлорбензол при

15 следующих соотношениях компонентов, мас.7.:

Цезиевая соль . 1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса-18,30-диазациклотриаконтан-14,17,31,34-тетрона 0,05-12,50 -Дихлорбензол Остальное

На чертеже представлена калибровочная кривая ионоселективного электрода для определения ионов цезия на основе мембраны предлагаемого состава.

Электрод с таким составом жидкой мембраны характеризуется высокой селективностью к ионам Cs . Экспериментально найденный ряд избирательности цезиевого электроЕ,а имеет вид:

Cs >РЬ )К >NH+>Na >Ca +

Кроме того, этот электрод имеет высокую стабильность электродного потенциала во времени (дрейф потенциала составляет +1-2 мВ в сут и работает в области концентраций ионов цезия (0,5-2).10 моль/л в интервал ле рН 1-8.

Крутизна калибровочного графика составляет 54,5+О,1 мВ.

Верхний предел концентрационного диапазона мембраноактивного вещест-. ,ва жидкой мембраны 12,57 — предельная растворимость цезиевой соли макроциклического комплексона в неводном растворителе — ь -дихлорбензоле, нижний предел 0,05X — предельное электрическое сопротивление жидкой мембраны толщиной 1 мм ("10 Ом), позволяющее использовать практически все серийные отечественные рН-милливольтметры.

Готовят жидкую мембрану Сз -электрода следующим путек.

Аналитическую навеску макроциклического комплексона растворяют в хлороформе. Полученный раствор помещают в делительную воронку с водным раствором соли (объемы неводной и водной фаз берут в отношении f: 1) и экстрагируют в течение 10-15 мин. После этого экстракт, содержащий цезиевую соль макроциклического комплексона, отделяют от водной среды, упаривают на воздухе и полученный осадок определенной навески растворяют в и-дихлорбенэоле.

Электрод с жидкой мембраной такого состава позволяет определять концентрации ионов Cs в сложных по

Таблица 1

Определение концентрации ионов цезия в водных растворах

4,96.10 2

9,92 10-

4 98 10-

5 10

1 -10-

5 104

1,78 .10

2 .10 з

Предлагаемый состав мембраны имеет повышенную селективность и характеризуется расширением диапазона измеряемых концентраций по сравнению с прототипом, что позволяет использовать его для потенциометрического анализа сложных по составу цезийсодержащих водных растворов, в том числе и жидких радиоактивных отходов.

Т а б л и ц а 2

Определение цезия в сложных водных растворах (жидкие радиоактивные отходы) 2 ° 1О К+

Концентрация Cs+, определенная с помощью Сз электрода по предлагаемому составу, моль/л

Концентрация Сз определенная атомно-абсорбционным способом, моль/л

Концентрация мешающих ионов, моль/л

Пример

3,2 10

3,3 ° 10

5 ° 10- Са

5-10-4 На+5 -10, Fe +

5 10 з Са+

510 К.

4 -1О Са +

1,8 ° 10

1,7 10"

1,2 10

1,1 ° 10

3 11242 составу водных растворах. Определению не мешают 100-150-кратные избытки ионов КН4, K, Pb+ и 500-кратные избытки ионов Са +, Fe + .

П р н м е р 1. Определение цезия в чистых растворах.

Пипеткой отбирают 5 мп анализируемой пробы и помещают в стакан емкостью 25 мл. Ионоселективный электрод с жидкой мембраной состава, мас.%: цезиевая соль макроциклического комплексона 0,05 ее;ее-дихлорбензол 90,95 и стандартный электрод (хлорсеребряный) погружают в анализируемый раствор. Через 1-2 мин по величине ЭДС (Е) по калибровочному графику (см.чертеж) определяют концентрацию ионов цезия.

Пример 2. Жидкую мембрану готовят на основе состава, мас.%: цезиевая соль макроциклического комплексона 5 и я-дихлорбензола 95. Цезий определяют аналогично примеру 1.

Пример 3. Жидкую мембрану готовят на основе состава, мас.%: цеэиевая соль макроциклического комплексона 12,5 и и-дихлорбензола 87,5.

Цезий определяют аналогично примеру 1 .

Данные примеров 1-3 сведены в табл.1.

Пример 4. Определение цезия в жидких радиоактивных отходах.

Жидкую мембрану готовят аналогично примерам 1-3.

15 4

Данные представлены в табл. 2.

Электродные характеристики предлагаемого состава мембраны подтверждаются экспериментальными данными, представленными в табл. 3.

1124215

Т а блица 3

Сравнительные pàííûå по определению цезия электродом по предлагаемому способу мембраны и электродом-прототипом

Определение Cs мембранойпрототипом

Определение С в+предлагаемой мембраной

Анализируемый раствор шибка аналиа, 7

Опябка анализа, Х

8,4

1,0

103,2

0,6

1,2 10

1,1 10 Св+ 5 10 К

0,8

200

Составитель Г. Дамешек

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Коцюбняк Корректор М. Максимишинец

Заказ 8271/33

Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Среднее эначе ние иэ 5-ти измерений, моль/л

5110 Св+ + 5.10 K+ 4,98.10.

5 10 Cs+ + 2 10 Са + 4,97 10

Среднее значение из 5-ти измерений, мол/л

5,95 10

1,02 ° 10

2,75 10