RU163667U1

RU163667U1 - Ионоселективный электрод

Info

Publication number: RU163667U1
Application number: RU2015157099/28U
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Сафонов; Алексей Леонидович Клюев; Александр Вадимович Тюремнов; Александр Федорович Жуков; Александр Викторович Копытин; Константин Эдуардович Герман; Евгений Григорьевич Ильин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Велес"
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-07-27

Abstract

1. Ионоселективный электрод, состоящий из корпуса, внутри которого проходит токоотвод, соединенный одним концом с сенсорным элементом в торце корпуса и другим концом с разъемом для подключения к иономеру, причем сенсорный элемент содержит твердый элемент сравнения, на внешнюю поверхность которого нанесена измерительная полимерная мембрана на основе поливинилхлорида, в состав которой входит хлоридсодержащая добавка.2. Ионоселективный электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого элемента сравнения используется хлоридселективная мембрана - твердый раствор: 10% AgCl - 90% AgS.3. Ионоселективный электрод по п. 1, отличающийся тем, что полимерная мембрана содержит в качестве хлоридсодержащей добавки хлориды тетраалкиламмония4. Ионоселективный электрод по п. 3, отличающийся тем, что в качестве хлорида тетраалкиламмония используются хлориды тетрадециламмония и тетраоктиламмония.5. Ионселективный электрод по п. 3, отличающийся тем, что содержание хлорида тетраалкиламмония в полимерной мембране составляет 0,1-0,3% вес.

Description

Полезная модель относится к конструкции индикаторных ионоселективных электродов (ИСЭ) и может быть использована в потенциометрических датчиках, предназначенных для контроля состава водных растворов.

Совершенствование конструкции ИСЭ на основе жидких ионитов направлено на решение следующих задач:

1. Создание устойчивой границы раздела фаз между измеряемым раствором и мембраной

2. Предотвращение потери жидкого ионита в процессе измерений

3. Стабилизация потенциалов, возникающих на различных границах внутри самого электрода (например мембрана - внутренний раствор сравнения).

4. Устойчивость к механическим воздействиям.

Известны конструкции ионоселективных электродов с полимерными мембранами на основе поливинилхлорида. В конструкциях фирм «Филипс» и «Радиометр» мембрана закрепляется механически в полимерный корпус В таких конструкциях полимерная мембрана в процессе измерения, находится между двумя растворами анализируемым и раствором сравнения. (К. Камман «Работа с ионоселективными электродами», Изд. «Мир», 1980 г., стр. 110).

В свидетельстве на полезную модель (RU 16791, 2000) описана электродная система для определения активности нитрат ионов в которой в одном корпусе параллельно один за другим размещены индикаторный электрод и электрод сравнения заполненный гелеобразным электролитом, который находится в контакте с полимерной мембраной, содержащей ионофор - переносчик нитрат-ионов.

Известен комбинированный ионоселективный электрод, содержащий коаксиально установленные наружный корпус электрода сравнения, имеющий в нижней части внутреннюю коническую поверхность, и внутренний цилиндрический корпус измерительного электрода, имеющий в нижней части наружную коническую поверхность, ионоселективную мембрану, укрепленную в нижнем торце внутреннего корпуса, корпус электрода сравнения установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса измерительного электрода для регулирования зазора между коническими поверхностями, выполненными с одинаковым углом наклона от 7 до 85° (SU 1636759, 1989).

Одним из недостатков таких конструкций является наличие внутри электрода границы мембрана - водный раствор сравнения, что вызывает нестабильность потенциала (дрейф) во времени.

Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в создании технологичной конструкции ионоселективного электрода с повышенной стабильностью потенциала.

Достижение указанного технического результата обеспечивает использование в конструкции электрода твердого внутреннего элемента сравнения, обратимого к одному из ионов, входящему в состав полимерной мембраны.

Предлагаемый ионоселективный электрод (Фиг. 1) состоит из корпуса 1, внутри которого проходит токоотвод 2, соединенный одним концом с сенсорным элементом 3 в торце корпуса 1 и другим концом - с разъемом 4 для подключения к иономеру. Сенсорный элемент 3 содержит твердый элемент 5 сравнения, на внешнюю поверхность которого нанесена измерительная полимерная мембрана 6 на основе поливинилхлорида (ПВХ), содержащая жидкий ионит (ЖИ), представляющий собой раствор органического электролита (хлорид тетраалкиламмония) и ионофора в пластификаторе ПВХ - о-нитрофенилоктиловом эфире (о-НФОЭ). Предпочтительно в качестве хлорида тетрааки-ламмония используют хлориды тетрадециламмония и тетраоктиламмония. Мембрана 6 находится в контакте с твердым элементом 5 сравнения, обратимым к иону хлорида, -10%-ный твердый раствор AgCl в Ag₂S (хлорид-селективная мембрана). К элементу 5 сравнения с использованием твердого контакта подсоединен токоотвод 2.

Более высокая стабильность и воспроизводимость потенциала в такой конструкции достигается за счет стабилизации потенциалов в системе полимерная мембрана/твердый элемент сравнения/твердый контакт. В предлагаемой конструкции отсутствует граница раздела мембрана/внутренний водный раствор сравнения.

Полимерные мембраны готовят исходя из содержания компонентов: 30% ПВХ -70% жидкий ионит (ЖИ), для чего 0,5 г ПВХ растворяют в 5 мл циклогексанона (ЦГ). Полученный раствор смешивают с 1,16 г ЖИ, таким образом, чтобы после испарения ЦГ получить мембраны, с заданным содержанием хлорида тетраалкиламмония и ионофора.

Пример

Для получения мембраны взяли 0,00166 г тетраалкиламмония и 0,0166 г ионофора, 0,5 г. ПВХ, и 1,1417 г о-НФОЭ. Образовавшуюся смесь растворили в 5 мл ЦГ. Полученный раствор (I) нанесли на торец элемента 5 сравнения, расположенного в корпусе 1 ионоселективного электрода. После испарения ЦГ на поверхности твердой мембраны образовалась полимерная пленка, на которую повторно нанесли раствор (I). В результате на поверхности твердого элемента 5 сравнения получили полимерную мембрану 6, содержащую 1% ионофора и 0,1% хлорида тетраалкиламмония. Полученный, таким образом, ионоселективный электрод готов к использованию.

В таблицах 1 и 2 представлены результаты исследований мембран с различным содержанием активных компонентов, соотношение которых является одним из факторов, определяющих повышенную воспроизводимость мембранного потенциала ионоселективных электродов. Другим фактором является наличие стабильного потенциала на границе полимерная мембрана/ элемент сравнения.

Claims

1. Ионоселективный электрод, состоящий из корпуса, внутри которого проходит токоотвод, соединенный одним концом с сенсорным элементом в торце корпуса и другим концом с разъемом для подключения к иономеру, причем сенсорный элемент содержит твердый элемент сравнения, на внешнюю поверхность которого нанесена измерительная полимерная мембрана на основе поливинилхлорида, в состав которой входит хлоридсодержащая добавка.

2. Ионоселективный электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого элемента сравнения используется хлоридселективная мембрана - твердый раствор: 10% AgCl - 90% Ag₂S.

3. Ионоселективный электрод по п. 1, отличающийся тем, что полимерная мембрана содержит в качестве хлоридсодержащей добавки хлориды тетраалкиламмония

4. Ионоселективный электрод по п. 3, отличающийся тем, что в качестве хлорида тетраалкиламмония используются хлориды тетрадециламмония и тетраоктиламмония.

5. Ионселективный электрод по п. 3, отличающийся тем, что содержание хлорида тетраалкиламмония в полимерной мембране составляет 0,1-0,3% вес.