Способ получения и регенерации мембраны cu-селективного электрода

Способ получения и регенерации мембраны cu-селективного электрода

Реферат

 

Использование: в области физико-химического анализа, при экологическом контроле, анализе растворов. Сущность изобретения: в способе получения и регенерации мембран Сu-селективных электродов на основе СuS в качестве активирующего раствора используют 0,1 М раствор салициальанилина в диметилформамиде. Технический результат: повышение чувствительности мембраны, возможность устранять процессы преобразования поверхности мембраны при хранении и эксплуатации. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в экологической службе, гальванотехнике, электронной промышленности.

Известны способы получения мембран ионоселективных электродов, включающие диспергацию активного компонента в среде инертного связующего; формование мембраны прессованием или прокаткой полученной массы, после чего мембрану подвергают термообработке и встраивают в электрод (Havas J., Pungor E. // Proc. IMEKO Symposium on Electrochemical Sensors, Vesrprem, Hungary, 1968. P. 79-88. В книге "Ионселективные электроды"// под ред. Дарст Р. М.: Мир. 1972. с. 104). Недостатком этих способов является трудность воспроизведения межзеренных ионных контактов активного материала, в особенности на поверхности мембраны. В связи с этим чувствительность Си-селективных электродов может снижаться до 15-20 мВ/pCu, что ограничивает предел обнаружения ионов Си(2) до 10^-3-10^-4 моль/л.

Наиболее близким к заявляемому является способ, включающий кроме механического формования мембраны ее последующее выдерживание в растворе определяемых ионов в течение нескольких часов (Buchanan E.B., Seago J.L. // Anal. Chem. 1968. v.40. P. 517. В книге "Ионселективные электроды"// под ред. Дарст Р. М. : Мир. 1972. С. 104). Это позволяет увеличить чувствительность электродов до 26-28 мВ/pCu, однако, в процессе хранения и эксплуатации электрода чувствительность мембраны снижается вследствие процессов гидролиза CuS, являющегося активным компонентом мембраны. В результате на ее поверхности появляется экранирующий слой и возникает необходимость замены электрода и постоянного контроля его состояния в процессе эксплуатации (табл. 2 прил. 3, рис.2 прил.4).

Перед авторами стояла задача разработки способа получения и регенерации мембран Cu-селективных электродов с чувствительностью не ниже 28-29 мВ/pCu, дающего, кроме того, возможность устранять влияние процессов преобразования поверхности мембраны при хранении и эксплуатации.

Поставленная задача решается использованием в качестве активирующего раствора салицилальанилина в диметилформамиде.

Способ заключается в выдерживании мембраны электрода в 0.1 М растворе салицилальанилина в диметилформамиде в течение 16 часов. После этого мембрану промывают ацетоном и высушивают при температуре 50^oС в течение 50 мин. При этом за счет эффекта селективного растворения на поверхности мембраны образуются нестехиометричные соединения Cu_1-xS, существенно улучшающие возможности ионного транспорта ионов меди Си (II) в мембране.

Пример 1. Проводили сравнение калибровочных характеристик мембраны, полученной механическим формованием CuS со связующим (силиковоновый каучук), и мембраны, выдержанной после этого в 0,1 М растворе салициальанилина в диметилформамиде по предлагаемому способу.

Калибровочные характеристики мембраны получали в виде зависимостей потенциала Си-селективного электрода с испытываемой мембраной от концентрации ионов Си(II) в стандартных растворах, в качестве которых использовались растворы нитрата меди, Сu(NО₃)₂, с фоновым электролитом, 0,5 М раствором NH₄NO₃, для поддержания постоянной ионной силы раствора. Хлорид-серебряный электрод сравнения отделяли от пространства Си-селективного электрода с помощью электролитического ключа. Измерение потенциала электрода проводили с помощью иономера. Чувствительность мембраны определяли как угловой коэффициент зависимости потенциала Си-селективного электрода от концентрации ионов Cu (II) в стандартном растворе.

Калибровочная зависимость Си-селективного электрода с мембраной, полученной по заявляемому способу (табл.1 гр.3 прил. 1 и фиг.1 (1) прил.2), имеет больший угловой коэффициент, чем в случае мембраны, полученной механическим формованием (табл. 1 гр.2 прил.1 и фиг. 1 (2) прил.2). Значение 29 мВ/pCu, полученное для мембраны, полученной по предлагаемому способу хорошо согласуется с теоретическим значением RT/2F=0,059 мВ/pCu.

Пример 2. Проводили сравнение калибровочных характеристик Си-селективного электрода Crytur 29-17 на момент изготовления (1982 г.) после хранения и эксплуатации до 1999 г. и после обработки мембраны электрода по заявляемому способу. Калибровочные характеристики снимали аналогично описанным в примере 1.

Зависимости потенциала электрода Crytur 29-17 от концентрации стандартных растворов приведены в табл. 2 прил.3 и на фиг. 2 прил.4. Как следует из этих данных, чувствительность электрода в результате хранения и эксплуатации снижается от 26 мВ/pCu до 15 мВ/pCu. Обработка мембраны по заявляемому способу позволяет увеличить чувствительность до 35 мВ/pCu, что превышает значение, полученное изготовителем.

Таким образом, заявляемый способ может использоваться не только для получения, но и регенерации мембран Си-селективных электродов.

Формула изобретения

Способ получения и регенерации мембран Сu-селективных электродов на основе СuS с полимерным связующим, заключающийся в выдерживании мембраны в активирующем растворе, отличающийся тем, что в качестве активирующего раствора используется 0,1 М раствор салициальанилина в диметилформамиде.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4