RU2003039C1 - Гелевый электролит дл вспомогательных и мембранных электродов и способ его изготовлени - Google Patents

Description

стерилизовать при температуре выше 70°С, так как это вызывает разрушение, разжижение гел  и быстрое его истечение. В результате необходим частый долив электролита в полость электрода.

Ближайшим по составу и способу изготовлени  электролита  вл етс  электролит дл  электрода, который состоит из стекл нного корпуса, пористого элемента (электролитического ключа), эталонного электрода системы серебро/хлорит серебра,  вл ющийс  потенциалообразующим электродом . Указанный электрод находитс  в контакте с гелиевым электролитом. Гелиевый электролит из резервуара образует контакт с рабочей поверхностью стекл нного электрода через пористый элемент. Гелиевый электролит эталонного электрода включает неорганическую соль - систему серебро/хлорид серебра с гелем, хлорид аммони  и воду 5.

Недостатком указанного электролита  вл етс  низка  степень в зкости, что приводит к быстрому истечению электролита из корпуса электрода, до 1 мл/сут, что, в свою очередь, снижает надежность работы и уменьшает срок службы электролита.

Электролит получают путем растворени  определенных количеств соответствующих солей в соде.

Недостатком этих растворов  вл етс  необходимость посто нного возобновлени  их, а также сложность работы в полевых услови х, дл  соблюдени  указанных в техдокументации на измерительные приборы концентраций.

Поставленна  задача - на основе акри- ламида и М,М-метиленбисакриламида разработать новые составы, которые удовлетвор ли бы поставленным цел м: обеспечение работоспособности при высоких температурах и сокращение истечени  электролита в исследуемый раствор в случае электродов сравнени , в том числе образцовых и в составе комбинированного электрода, хлоридомеров; повышение стабильности и воспроизводимости показаний электродной системы в услови х стерилизации острым паром при температурах до 140 +3°С; резкое ограничение возможности попадани  в измер емую среду раствора хлористого кали , вызывающего гибель выращиваемых в микробиологии клеток; упрощение обслуживани  электрода в процессе эксплуатации и обеспечение возможности проведени  паровой стерилизации и работы в услови х повышенного давлени  без применени  дополнительных специальных устройств, обеспечивающих противодавление на электролитический ключ и в отсутствии необходимости доливки раствора хлористого кали  в полость вспомогательного электрода; обеспечение возможности потен циометрических. определений без за- 5 гр знений измер емой среды в широком диапазоне температур, включа  температуры сред до f 40°С и выше при соотоетствую- щих давлени х «среды, повышение эксплуатационных удобств электрода. 0 Поставленна  цель достигаетс  тем. что в гелиевый электролит дл  вспомогательных и мембранных электродов, содержащий неорганическую соль, соль аммони  и воду, введены трисоксиметиламинометан, глице- 5 рин, N.N-метиленбисакриламид, тетрамети- лэтилендизмин, в качестве соли аммони  использован персульфат аммони , а все ингредиенты вз ты в следующем составе, мас.%: 0 Соль неорганическа 

или смесь солей0,035-21,89

Трисоксиметиламинометан0 ,01-0,3 Глицерин 0,0001-0,052 5 Акриламид 0,71-8,34 N.N-метиленбисакриламид0 .041-0,22

Персульфат аммони  0,0010-0,125 Тетраметилэтилен0 диамин0,025-0.052

ВодаОстальное

Способ изготовлени  гелиевого электролита дл  вспомогательных и мембранных электродов заключаетс  в том, что составл - 5 ют три рабочих раствора соответственно, мас.%: первый раствор тетраметилэтилен- диамин 0,025-0,052, глицерин 0,0001-0,052. трисоксиметиламинометан 0,01-0,3, неор- га ническа  соль или смесь солей 0,035- 0 21,89. вода 27-16; второй раствор - акриламид 0,71-8,34, N.N-метиленбисакри- ламид 0,041-0,22, вода 38-35; третий раствор - персульфат аммони  0,0010-0,125, вода 34-22.

5 Первый и второй растворы соедин ют и перемешивают при 40°С до полного растворени , а затем соедин ют полученную смесь с третьим рабочим раствором и перемешивают не менее 3 с.

0 Первый раствор содержит компоненты, ответственные за скорость реакции гелеоб- разовани : тетраметилэтилендиамин, три- оксиметилэминометан и глицерин. Раствор способствует повышению активности элек- 5 тролита, содержащего неорганические соли . Второй раствор содержит исходные вещества дл  образовани  полиакридного полимера. Третий раствор содержит персульфат аммони ,  вл ющийс  инициатором процесса полимеризации.

В изобретении неорганическа  соль или смесь солей беретс  в соотношении 0,035- 21,89 мас.% и распредел етс  в полиакрид- ном полимере, образу  токопровод щую, эластичную, термостабильную до 140°С суб- станцию с малой степенью ионного обмена с исследуемым раствором (истечением). Уменьшение количества воды1 (менее 73 мас.%) приводит к чрезмерному уплотнению субстанции, а увеличение количества воды (более 99 мас.%) вызывает разжижение субстанции,

Тетраметилэтилендиамин в количестве 0,025-0,052 мас.% выполн ет роль инициатора процесса полимеризации. Однако, его роль не столько в инициировании процесса полимеризации, как в регулировании скорости самого процесса. Наличие тетраметилз- тилендиамина сказываетс  на большей регул рности образовани  поперечных се - зей, а при его введении менее 0,025 мас.%. поперечные св зи очень редки и нерегул рны с повтор емостью через 100-150 мономерных единиц.

Глицерин вводитс  0,0001-0,052 мас.%. Несмотр  на столь незначительное количество , молекулы глицерина, облада  трем  гидроксиЛьными группами, способствуют повышению активности обмена зар женных частиц или снижают, ее. В отсутствие глицерина электропроводность снижаетс , а введением глицерина более 0,052 мас.% нарушаютс  механические свойствй (уменьшаетс  в зкость) гел .

Трисоксиметиламинометан необходим в исследуемой системе в количестее 0,010- 0.3 мас.% дл  обеспечени  электропроводности раствора. Он  вл етс  регул тором скорости перемещени  ионов. В его отсутствии субстанци  быстро тер ет свои элек- тролитические свойства. Указанный интервал содержани  трисоксиметилами- нометана в не меньшей степени, чем плотность субстанции, дает возможность регулировать скорость обмена зар женных частиц при наличии его более 0,3 мас.% нарушаетс  стабильность системы, а менее 0.010 мас.% тер ютс  ее электрохимические свойства.

Акриламид вводитс  в количестве 0,71- 8.34 мас,%. Он  вл етс  исходным мономером дл  образовани  нитевидного полиакралиамидного полимера. Больший процент акриламида (более 8,34 мас.%) приводит к увеличению числа нитей и, еле- довательно, к уплотнению субстанции. При уменьшении содержани  акриламида менее 0,71 мас.% снижаетс  количество полимерных нитей и разжижаетс  субстанци .

N.N-метиленбисакриламид вводитс  в количестве 0,041-0,22 мас.%. Это необходима  добавка дл  поперечного ст гивани  нитей в объеме электрода. Избыток бисак- рилам ида (более 0,2 мас.%) приводит к жесткой структуре, преп тствует перемещению зар женных частиц, а его недостаток (менее , 0,041 мас.%) - к малому св зыванию, снижению упругости субстанции.

Персульфат аммони  вводитс  в количестве 0,0010-0,125 мас.%. Он  вл етс  инициатором полимеризации. Указанные пределы его содержани  определ ют соблюдение необходимой скорости полимеризации акриламида. Изменение в ту или иную сторону, т.е. более 0.125 мас% или менее 0,0010 мас.%, приводит соответственно к ускорению или замедлению начала реакции образовани  полиакриламидного полимера.

Незначительное содержание полимера (0,83-10 мас.%) в электролите, сохран   свойства раствора, измен ет качественно эксплуатационные свойства электролита, повышает его термостойкость, снижает скорость его истечени  из электрода.

Экспериментальна  проверка изобретени  проводилась следующим образом.

В пробирку приспособлени  дл  деаэрировани  вливали I и I растворы, всыпали предварительно вз тую навеску соответствующей неорганической соли в смесь этих растворов. Устройство дл  деаэрировани  подключали к водоструйному насосу и проводили деаэрирование при комнатной температуре и давлении 150-200 мм рт.ст. в течение 3 мин до частичного растворени  соли. Затем продолжили процесс деаэрировани , поместив пробирку со смесью в сосуд с водой, подогретой до 70°С до полного растворени  соли. Продолжали процесс при комнатной температуре до охлаждени  смеси 40°С. Полученный раствор вливали в стекл нный стакан с предварительно приготовленным в нем раствором персульфата аммони  111 раствор и ставили его на магнитную мешалку, перемешав смесь 3 с. Реакционную смесь с помощью воронки вливали в полость корпуса электрода сравнени  или мембранного электрода, или бюкса. Электрод сравнени , заполненный реакционной смесью, помещали в стакан с раствором KCI, охлажденным до 5-10°С и выдерживали его там до образовани  гел . При этом получали гелиевый электролит следующего состава, мас.%:

Соль неорганическа 

или смесь солей0,035-21,89

Трис(оксиметил)аминометан0 ,01-0,3

Глицерин0,0001-0.052(56) За вка Японии № 59-18660, кл. G 01 N

Акриламид0,71-8,3427/26, 1985.

N.N-метиленбис-Электрод стекл нный комбинированакриламид0 ,041-0,22 ный типа ЭСКС-02 (ТУ 25-7416. 115-87). Персульфатам-5Электрод вспомогательный промышмони 0 ,0010-0,125ленный типа ЭВП-08, ТУ 25-05.10 1769-75

Международна  за вка № 85/04251, кл.

Тетраметилэти-G 01 N 27/26. 1986.

лендиамин0.025-0.052За вка Великобритании № 1548903, кл.

ВодаОстальное. 10 G 01 N 27/46, 1980.

Claims (1)

1. Гелевый электролит дл  вспомога-15 составл ют три рабочих раствора соответтельных и мембранных.электродов, содер-ственно.

жащий неорганическую соль, сольпервый раствор

аммони  и воду, отличающийс  тем, что вТетраметилэтилендиамин 0,025 - 0,052

него введены трисоксиметиламинометан,, Глицерин 0,0001-0,052

глицерин, Ы,Ч-метиленбисакриламид, тет-и Трисоксиметиламинометан 0,01-0,3

раметилэтилендиамин, в качестве соли ам- Неорганическа  соль или

смесь солей Вода27-16

мони  использован персульфат аммони , асмесь солей°-035 21 -89

все инградиенты вз ты в следующем со-

ставе, мас.%:25 Акриламид0,71-8,34

Неорганическа  соль или ,flQN.N-Метиленбисакриламид 0,041-0,22

смесь солей0,035-2189Вода38.35

Трисоксиметиламинометан 0,01-0,3 третий раствор

Глицерин0,0001-0,052Персульфат аммони 0.0010-0,125

Акриламид0,71-,J4JU B34-22

М,М-М-етиленбисакриламид 0,041 -0,22ft иft тв ы соедин ют и пеПерсульфат аммони 0 0010 - 0,125мешивают температуРе до 40 С до

Тетраметилэтилендиамин 0,Ю5-а052 тною раствоМрениЯ( соедин ют

В°2ЛЗСпособ изготовлени  гелевого элект- 35 полученную смесь с третьим рабочим рас- z. ьпооииис ишш.сп створом и перемешивают в течение не меролита дл  вспомогательных и мембран- неечемзс