RU2054666C1 - Мембрана свинецселективного электрода - Google Patents
Мембрана свинецселективного электрода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2054666C1 RU2054666C1 RU93045343A RU93045343A RU2054666C1 RU 2054666 C1 RU2054666 C1 RU 2054666C1 RU 93045343 A RU93045343 A RU 93045343A RU 93045343 A RU93045343 A RU 93045343A RU 2054666 C1 RU2054666 C1 RU 2054666C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- membrane
- lead
- plasticizer
- ions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ионометрии, а именно к изысканию материалов, предназначенных для использования в качестве чувствительного элемента свинецселективного электрода. Сущность изобретения: с целью повышения избирательности мембраны к ионам свинца в присутствии некоторых тяжелых металлов предложен состав мембраны, включающий электродоактивный компонент, пластификатор и поливинилхлорид, при этом мембрана дополнительно содержит липофильную добавку - тетракис-(4-фторфенил) борат калия, а в качестве электродоактивного компонента она включает 1,8-бис [2-(дифенилфосфинилметил) фенокси]-3,6-диоксаоктан при следующем соотношении компонентов, мас.%: электродоактивный компонент 1 - 2, пластификатор 63 - 72, липофильная добавка 0,1 - 2, поливинилхлорид остальное. Использование мембраны указанного состава позволяет повысить коэффициент селективности в присутствии ионов серебра с 10+ 1 до 10- 1 в присутствии ионов меди с 10- 1 до 10- 3. 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к ионометрии, а именно к созданию новых композиций, которые обладают ионной проводимостью и могут быть использованы в качестве мембран ионоселективных электродов, в частности в виде чувствительного элемента свинецселективного электрода.
Проблема контроля содержания в водных средах (промышленные и сточные воды) актуальна, так как именно с водой свинец попадает в организм человека и животных, вызывая патологические изменения. Электрод для определения свинца интересует также исследователей, работающих в различных областях науки, техники и химической технологии.
Известны различные типы ионоселективных электродов для определения ионов свинца в водных растворах. В качестве чувствительных элементов в таких электродах используются различные материалы, обладающие в той или иной степени ионной проводимостью и избирательностью по отношению к иону свинца. Одним из наиболее исследованных ионоселективных электродов, промышленный выпуск которых налажен различными зарубежными фирмами, является электрод с мембраной на основе смеси сульфидов серебра и свинца, который предназначен для установления концентрации ионов свинца в водных растворах и в некоторых органических растворителях. Этот электрод [1] несмотря на мешающее влияние ионов водорода при низких концентрациях свинца (менее 10-3 М), можно применять в широком интервале рН в диапазоне изменения концентрации ионов свинца 10-1 10-6 М.
Данные электроды отличаются стабильностью измеряемых значений потенциала, однако часто сопутствующие свинцу ионы ртути, железа (III), кадмия и серебра, образующие малорастворимые сульфиды на поверхности мембраны, отравляют электрод. Сильное мешающее действие оказывают ионы меди. Все это ограничивает области применения таких электродов.
В настоящее время наиболее перспективными материалами для создания мембран ионоселективных электродов являются нейтральные переносчики нейтральные органические молекулы, способные избирательно переносить различные катионы через мембраны. Как правило, в качестве мембраны используют раствор нейтрального переносчика в органическом растворителе (жидкий ионит), введенный в поливинилхлоридную матрицу. Известен ряд электродов, мембрана которых состоит из поливинилхлорида (ПВХ), пластификатора и мембраноактивного вещества. Эти электроды по своей избирательности обычно не уступают кристаллическим. К таким электродам, в частности, относится электрод на основе дибензо-18-краун 6 [2] Однако этот электрод обладает узким диапазоном измеряемых концентраций.
Наиболее близким к изобретению является пленочный электрод на основе нейтрального переносчика 1,8-бис [2-(4-антипирилиминометин)фенокси]-3,6- диоксаоктана, являющегося электродоактивным веществом [3] Мембрана содержит 1-2% электродоактивного вещества, 39% ПВХ и 68% пластификатора дибутилфталата. Электрод обладает линейной электродной функцией в пределах концентрации ионов свинца 10-2 10-6 М в области рН 3,5-5,5 и имеет угловой коэффициент 22-24 мВ. Электрод имеет высокую избирательность к свинцу и позволяет определять ионы свинца с высокой степенью избирательности в присутствии щелочных, щелочноземельных металлов, кадмия, никеля, кобальта, цинка (см.табл.2). Однако в присутствии таких металлов, как серебро, медь, селективность электрода к иону свинца резко снижается.
Технической задачей изобретения является повышение избирательности определения ионов свинца в присутствии некоторых ионов тяжелых металлов.
Поставленная задача достигается тем, что мембрана ионоселективного электрода, включающая нейтральный переносчик в качестве электродоактивного компонента, пластификатор и поливинилхлоридную матрицу, дополнительно содержит липофильную добавку тетракис-(4-фторфенил) борат калия, а в качестве электродоактивного вещества использован 1,8-бис[2-(дифенилфосфинилметил)фенокси] -3,6-диоксаоктан при следующем соотношении компонентов, мас.
Электродоактивный компонент 1-2
Пластификатор 63-72
Липофильная добавка
тетракис-(4-фторфенил)борат
калия 0,1-2,0
Поливинилхлоридная
матрица Остальное
При этом в качестве пластификатора электрод содержит дибутилфталат или о-нитрофенилоктиловый эфир.
Пластификатор 63-72
Липофильная добавка
тетракис-(4-фторфенил)борат
калия 0,1-2,0
Поливинилхлоридная
матрица Остальное
При этом в качестве пластификатора электрод содержит дибутилфталат или о-нитрофенилоктиловый эфир.
Пленочную мембрану готовят следующим образом. Навески компонентов мембраны растворяют в 5%-ном растворе ПВХ в циклогексаноне таким образом, чтобы после испарения циклогексанона получить полимерную композицию вышеуказанного состава. Полученный раствор выливают в чашку Петри и высушивают в течение 2 сут при комнатной температуре до постоянного веса. Затем полученную полимерную пленку выдерживают в 1·10-2 М растворе нитрата свинца в течение суток. Из полученной таким образом пленки толщиной около 1 мм вырезают диск диаметром 4-6 мм, который используют в качестве мембраны свинецселективного электрода.
П р и м е р. 5,5 мг электродоактивного компонента и 1,8 мг липофильной добавки растворяют в 250 мг дибутилфталата. 110 мг ПВХ растворяют в 5 мл циклогексана. Полученные растворы смешивают и выливают в чашку Петри, а затем высушивают при комнатной температуре до постоянного веса. Получают мембрану следующего состава,
Электродоактивный компонент 1,5
Пластификатор 68
Липофильная добавка 0,5
ПВХ 30
Измерения ЭДС проводили на иономере Орион-901.
Электродоактивный компонент 1,5
Пластификатор 68
Липофильная добавка 0,5
ПВХ 30
Измерения ЭДС проводили на иономере Орион-901.
Для проведения количественных определений активности ионов свинца и установления электродоаналитических параметров предлагаемых электродов мембрану помещают в стандартный корпус электрода (Philips 1,561), в качестве электрода сравнения используют стандартный хлорсеребряный электрод ЭВЛ-IМЗ. Таким образом, измерительная цепь имела следующий вид: Ag, AgCl(KCl/KNO3) исследуемый раствор (мембрана)Pb(WO3)2, KCl/Аg Cl, Ag 10-2 М 10-1 М нас. нас.
Стандартная электродная характеристика предложенного электрода в чистых растворах нитрата свинца представлена на чертеже. Видно, что в интервале концентраций 5·10-1 10-5 М Рb(NO3)2 крутизна электродной характеристики Е f(-lgapb + 2), (dE/d lg apb+2) близка к теоретической и составила 29 ±2 мВ.
В табл. 1 представлены другие примеры реализации предлагаемого технического решения путем изменения состава мембраны в пределах, указанных в формуле изобретения. При содержании электроактивного компонента менее 1 при прочих равных условиях резко возрастает электрическое сопротивление мембраны, что приводит к нестабильности и плохой воспроизводимости потенциала электрода. Аналогичный эффект наблюдается при уменьшении содержания пластификатора (менее 63,0%) либо липофильной добавки (менее 0,1%). При содержании пластификатора более 72% теряется механическая прочность мембраны. Возрастание содержания липофильной добавки (более 2%) приводит к ухудшению избирательности электрода к ионам свинца в присутствии ионов щелочных металлов, что связано с проявлением электродоактивных свойств самой липофильной добавки.
В табл.2 представлены основные характеристики свинецселективного электрода на основе 1,8-бис[2-(дифенилфосфинилметил)фенокси]-3,6-диоксаоктана (I) и известных пленочных электродов на основе поданда 1,8-бис[2-(4-антипирилиминометин)фенокси] -3,6-диоксаоктана (II). Как видно из табл.2, электрод имеет более высокую чувствительность к свинцу и позволяет определять активность ионов свинца с высокой степенью избирательности в присутствии серебра, меди, кадмия цинка, никеля, кобальта.
Таким образом, свинецселективный электрод на основе данного электродоактивного компонента по своей селективности к иону свинца в присутствии тяжелых металлов превосходит известные технические решения.
Разработанный электрод может быть рекомендован в качестве средства измерения содержания ионов свинца в водных растворах с содержанием свинца Pb2+ в диапазоне 1-5,5.
Claims (1)
- МЕМБРАНА СВИНЕЦСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА, включающая нейтральный переносчик в качестве электродоактивного компонента, пластификатор и поливинилхлоридную матрицу, отличающийся тем, что она дополнительно содержит липофильную добавку - тетракис(4-фторфенил)-борат калия, а в качестве электродоактивного вещества - 1,8-бис(2-)дифенилфосфинилметил(фенокси)-3,6-диоксаоктан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Электродоактивный компонент - 1 - 2
Пластификатор - 63 - 72
Указанная липофильная добавка - 0,1 - 2,0
Поливинилхлоридная матрица - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93045343A RU2054666C1 (ru) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Мембрана свинецселективного электрода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93045343A RU2054666C1 (ru) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Мембрана свинецселективного электрода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93045343A RU93045343A (ru) | 1995-12-27 |
RU2054666C1 true RU2054666C1 (ru) | 1996-02-20 |
Family
ID=20147605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93045343A RU2054666C1 (ru) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Мембрана свинецселективного электрода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2054666C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633939C1 (ru) * | 2016-05-30 | 2017-10-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Мембрана свинецселективного электрода и способ ее получения |
RU2762370C1 (ru) * | 2021-04-23 | 2021-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов свинца |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470289C1 (ru) * | 2011-07-15 | 2012-12-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук | Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов свинца |
-
1993
- 1993-09-23 RU RU93045343A patent/RU2054666C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Справочное руководство по применению ионоселективных электродов. М.: Мир, 1986, с.94-96. 2. Авторское свидетельство СССР N 1254363, кл. G 01N 27/333, 1986. 3. Авторское свидетельство СССР N 1546459, кл. C 07D 231/38, C 07C 43/11, 1988. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633939C1 (ru) * | 2016-05-30 | 2017-10-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Мембрана свинецселективного электрода и способ ее получения |
RU2762370C1 (ru) * | 2021-04-23 | 2021-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов свинца |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mazloum et al. | Mercury selective membrane electrodes using 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, and hexathiacyclooctadecane carriers | |
Gupta et al. | A PVC‐based pentathia‐15‐crown‐5 membrane potentiometric sensor for mercury (II) | |
Sheen et al. | Lead (II) ion-selective electrodes based on crown ethers | |
Ganjali et al. | Lanthanide recognition: A Ho3+ potentiometric membrane sensor | |
US5415746A (en) | Potentiometric ion determinations using enhanced selectivity asymmetric ion-selective membrane | |
Topcu | Highly selective direct determination of chlorate ions by using a newly developed potentiometric electrode based on modified smectite | |
Jain et al. | Nickel (II)-selective sensors based on heterogeneous membranes of macrocyclic compounds | |
Lim et al. | Calix [2] furano [2] pyrrole and related compounds as the neutral carrier in silver ion-selective electrode | |
Tamura et al. | Thallium (I)-selective PVC membrane electrodes based on bis (crown ether) s | |
Ganjali et al. | Novel potentiometric membrane sensor for the determination of trace amounts of chromium (III) ions | |
Kuruoglu et al. | Hydrogen ion-selective poly (vinyl chloride) membrane electrode based on a calix [4] arene | |
RU2054666C1 (ru) | Мембрана свинецселективного электрода | |
RU2688951C1 (ru) | Мембрана ионоселективного электрода для определения ионов кадмия | |
US5112471A (en) | Ion selective electrode | |
Hampton et al. | Response of poly (vinyl chloride) electrodes based on the neutral carrier 1, 4, 7, 10-tetraoxacyclododecane | |
Kamata et al. | A PVC matrix membrane copper ion-selective electrode based on a macrocyclic polythiaether | |
Dalkıran et al. | A novel lariat crown compound as ionophore for construction of a mercury (II)-selective electrode | |
Gupta et al. | Potentiometric studies of N, N′-Bis (2-dimethylaminoethyl)-N, N′-dimethyl-9, 10 anthracenedimethanamine as a chemical sensing material for Zn (II) ions | |
Xu et al. | Mercury (II) ion potentiometric sensor based on a sulfur schiff’s base 1-(2-hydroxy-1, 2-diphenylethylidene) thiosemicarbazide as ionophore | |
Zareh et al. | Iron-selective electrode based on phosphorylated calix-6-arene derivative | |
Murkovic et al. | Optode membrane for continuous measurement of silver ions | |
Onder et al. | Construction of a novel highly selective potentiometric perchlorate sensor based on neocuproine–Cu (II) complex formed in situ during the conditioning period | |
Oh et al. | Potassium-selective PVC membrane electrodes based on newly synthesized cis-and trans-bis (crown ether) s | |
ANZAI et al. | Fabrication of quinine-sensitive membrane electrodes and their properties | |
Mahajan et al. | Mercury (II) Ion‐Selective Electrodes Based on Heterocyclic Systems |