RU61886U1 - SOLID-FILM FILM POTENTIOMETRIC SENSOR FOR SILVER ION DETECTION - Google Patents
SOLID-FILM FILM POTENTIOMETRIC SENSOR FOR SILVER ION DETECTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU61886U1 RU61886U1 RU2006137340/22U RU2006137340U RU61886U1 RU 61886 U1 RU61886 U1 RU 61886U1 RU 2006137340/22 U RU2006137340/22 U RU 2006137340/22U RU 2006137340 U RU2006137340 U RU 2006137340U RU 61886 U1 RU61886 U1 RU 61886U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- signal
- electrode
- silver
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Предлагаемое техническое решение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения ионов серебра в присутствии избытка ионов ртути (II) и железа (III) в водных растворах. Технической задачей является упрощение процедуры изготовления потенциометрического сенсора, расширение интервала определяемых концентраций ионов серебра, расширение рабочей области рН измерения сигнала, достижение селективности сигнала в отношении основных мешающих ионов - ртути (II) и железа (III). Техническая задача решается за счет использования в составе сенсора покрытия на основе метиленового зеленого, получаемого путем электрополимеризации, с обработкой электрода раствором ЭДТА и осаждением на нем 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25,26,27,28-тетракис[(2-пиридил)-карбамоил-метокси]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена из раствора в хлороформе. Полимеризацию метиленового зеленого проводят в нейтральной или слабощелочной среде, при этом обеспечивается возможность измерения сигнала при рН до 7.5. Промывка электрода раствором ЭДТА после электрополимеризации удаляет ионы цинка, содержащиеся в исходном препарате метиленового зеленого, при этом снижается диффузионное сопротивление поверхностного слоя и влияние рН на сигнал сенсора. Данная задача реализована с помощью нанесения на электрод покрытия на основе полимерной формы метиленового зеленого, не требующего предварительной очистки препарата, удаления растворенного кислорода и применения сильных кислот. Образующееся покрытие сохраняет электропроводность и обратимость окислительно-восстановительных реакций нейтральной и слабощелочной среде, модель отличается от других тонкопленочных потенциометрических сенсоров на ионы серебра расширенным интервалом определяемых концентраций ионов серебра (1×10-1-3×10-8 М), возможностью проведения измерений в нейтральной и слабощелочной среде и меньшей чувствительностью сигнала к присутствию мешающих ионов ртути (II) и железа (III).The proposed solution relates to the field of analytical chemistry and can be used to determine silver ions in the presence of an excess of mercury (II) and iron (III) ions in aqueous solutions. The technical task is to simplify the manufacturing process of the potentiometric sensor, expand the range of detectable concentrations of silver ions, expand the working area of the pH signal measurement, achieve signal selectivity for the main interfering ions - mercury (II) and iron (III). The technical problem is solved by using a coating based on methylene green obtained by electropolymerization as part of the sensor, treating the electrode with an EDTA solution and depositing 5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,26,27,28- tetrakis [(2-pyridyl) -carbamoylmethoxy] -2,8,14,20-tetrathiacalix [4] arene from solution in chloroform. Polymerization of methylene green is carried out in a neutral or slightly alkaline environment, while providing the ability to measure the signal at pH up to 7.5. Washing the electrode with an EDTA solution after electropolymerization removes the zinc ions contained in the initial methylene green preparation, while the diffusion resistance of the surface layer and the effect of pH on the sensor signal are reduced. This task was achieved by applying a coating on the electrode based on the polymeric form of methylene green, which does not require preliminary purification of the drug, removal of dissolved oxygen, and the use of strong acids. The resulting coating retains the electrical conductivity and reversibility of redox reactions in a neutral and slightly alkaline environment; the model differs from other thin-film potentiometric sensors for silver ions in an extended range of detectable silver ion concentrations (1 × 10 -1 -3 × 10 -8 M), the possibility of measurements in a neutral and slightly alkaline environment and a lower sensitivity of the signal to the presence of interfering ions of mercury (II) and iron (III).
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения ионов серебра в присутствии избытка ионов ртути (II) и железа (III) в водных растворах.The proposed solution relates to the field of analytical chemistry and can be used to determine silver ions in the presence of an excess of mercury (II) and iron (III) ions in aqueous solutions.
Определение ионов серебра в водной среде имеет большое научное и промышленное значение. Сенсоры на ионы серебра требуются в промышленном и эколого-аналитическом контроле в горно-добывающей, перерабатывающей промышленности, в производстве кинофотоматериалов, ювелирных изделий и лекарственных препаратов. Кроме того, соли серебра часто используют в производстве бутилированной питьевой воды, что требует в силу высокой токсичности данного компонента простых и надежных способов контроля содержания серебра в водных растворах [К.Wygladacz, A.Radu, С.Xu, Y.Qin, E.Bakker, Anal. Chem. 77 (2005) 4706].The determination of silver ions in an aqueous medium is of great scientific and industrial importance. Sensors for silver ions are required in industrial and environmental-analytical control in the mining, processing industry, in the production of film and photo materials, jewelry and pharmaceuticals. In addition, silver salts are often used in the production of bottled drinking water, which requires, due to the high toxicity of this component, simple and reliable methods for controlling the silver content in aqueous solutions [K.Wygladacz, A.Radu, C.Xu, Y.Qin, E. Bakker, Anal. Chem. 77 (2005) 4706].
Большинство сенсоров на ионы Ag(I) разработаны на основе ионо-селективных электродов (ИСЭ) [И.Корыта, К.Штулик Ионо-селективные электроды. М.: Мир, 1989. 267 с]. В них применяют два вида ионофоров: сульфид серебра и органические комплексообразователи, образующие с определяемыми ионами комплексы постоянного стехиометрического состава, удерживаемые в полимерной мембране.Most sensors for Ag (I) ions are based on ion-selective electrodes (ISE) [I. Koryta, K. Shtulik Ion-selective electrodes. M .: Mir, 1989. 267 s]. They use two types of ionophores: silver sulfide and organic complexing agents, which form complexes of constant stoichiometric composition, which are held in a polymer membrane with the ions being determined.
Поликристаллические мембраны на основе сульфида серебра готовят путем прессования с наполнителями, обладающими электронно-ионной проводимостью (графит, оксид серебра) [A.Eftekhari, Anal. Letters 34 (2001) 1087]. Мембрану закрепляют в корпусе электрода, к противоположной ее стороне приклеивают токосъемник с помощью электропроводящего клея на основе эпоксидных смол и порошкового серебра. Аналогичным образом готовят планарные электроды фотолитографическим способом. К недостаткам электрода такого типа относится чувствительность потенциала сенсора к присутствию в определяемом растворе окислителей (растворенный кислород) и комплексообразователей, взаимодействующих с сульфидом серебра. Кроме того, подтекание электролита в зазор между поликристаллической мембраной и корпусом сенсора вызывает дрейф его потенциала и снижает точность измерения сигнала.Polycrystalline membranes based on silver sulfide are prepared by compression with fillers having electron-ionic conductivity (graphite, silver oxide) [A.Eftekhari, Anal. Letters 34 (2001) 1087]. The membrane is fixed in the body of the electrode; a current collector is glued to the opposite side of it using electrically conductive glue based on epoxy resins and silver powder. Similarly prepare planar electrodes photolithographic method. The disadvantages of this type of electrode include the sensitivity of the sensor potential to the presence of oxidizing agents (dissolved oxygen) and complexing agents interacting with silver sulfide in the determined solution. In addition, leakage of electrolyte into the gap between the polycrystalline membrane and the sensor housing causes its potential to drift and reduces the accuracy of signal measurement.
Пластифицированные мембраны готовят путем смешения растворов полимера в органическом растворителе (обычно поливинилхлорид (ПВХ) в диоксане или тетрагидрофуране), ионофора, пластификатора и липофильной соли (производные тетрафенилбората калия). Полученную смесь гомогенизируют, выливают на плоскую стеклянную поверхность и высушивают. После испарения растворителя мембрану с помощью клея на основе того же растворителя приклеивают к корпусу электрода. Внутрь электрода заливают водный раствор соли серебра (раствор сравнения), в который погружают внутренний электрод сравнения. К недостаткам работы с такими электродами относятся:Plasticized membranes are prepared by mixing solutions of the polymer in an organic solvent (usually polyvinyl chloride (PVC) in dioxane or tetrahydrofuran), ionophore, plasticizer and lipophilic salt (potassium tetraphenylborate derivatives). The resulting mixture is homogenized, poured onto a flat glass surface and dried. After evaporation of the solvent, the membrane is glued to the electrode body using glue based on the same solvent. Inside the electrode, an aqueous solution of silver salt (comparison solution) is poured into which the internal reference electrode is immersed. The disadvantages of working with such electrodes include:
- необходимость периодического заполнения электрода раствором сравнения и замены ионоселективной мембраны,- the need for periodic filling of the electrode with a solution of comparison and replacement of an ion-selective membrane,
- сложность обеспечения герметизации клеевого шва мембраны, низкая стабильность стационарного потенциала электрода,- the difficulty of sealing the adhesive joint of the membrane, low stability of the stationary potential of the electrode,
- недостаточная механическая прочность полимерной мембраны,- insufficient mechanical strength of the polymer membrane,
- длительный период установления стационарного потенциала.- a long period of establishing a stationary potential.
Частично эти недостатки в конструктивном отношении устранены в пленочных (мембранных) твердоконтактных сенсорах. В них полимерные мембраны, пластифицированные органическими растворителями и ионообменными реагентами, формируют непосредственно на токосъемнике. При этом исключается необходимость во внутреннем растворе сравнения и снижается время установления равновесия массопереноса на границе электрод-раствор.Partially, these drawbacks are structurally eliminated in film (membrane) solid-contact sensors. In them, polymer membranes, plasticized with organic solvents and ion-exchange reagents, are formed directly on the current collector. This eliminates the need for an internal comparison solution and reduces the time to establish equilibrium mass transfer at the electrode-solution interface.
Известны различные типы органических ионофоров, используемых в составе таких пленочных электродов для определения ионов серебра.Various types of organic ionophores are known that are used in the composition of such film electrodes to determine silver ions.
Так, описано применение мембраны на основе ПВХ, содержащей в качестве ионофора бис-5-(4-нитрофенилазо)салицилальдимин и в качестве пластификатора - 1,8-диамино-3,6-диоксооктан [M.H.Mashhadizadeh, A.Mostafavi, H.Allah-Abadi, I.Sheikhshoai, Sensors Actuators В 113 (2006) 930]. Электрод позволяет проводить определение 2.7×10-2-1.9×10-6 M ионов Ag+.Thus, the use of a PVC-based membrane is described, containing bis-5- (4-nitrophenylazo) salicylaldimine as an ionophore and 1,8-diamino-3,6-dioxoctane as a plasticizer [MHMashhadizadeh, A. Mostafavi, H. Allah- Abadi, I. Sheikhshoai, Sensors Actuators B 113 (2006) 930]. The electrode allows the determination of 2.7 × 10 −2 −1.9 × 10 −6 M Ag + ions.
В работе [H.Ibragim Anal. Chim. Acta 545 (2005) 158] в качестве ионофора использовали этилмеркуртиосалицилат серебра, в качестве пластификатора - диизононилфталат. Интервал определяемых концентраций ионов серебра составил 5 10-7-10-3 М.In [H. Ibragim Anal. Chim. Acta 545 (2005) 158], silver ethyl mercurthiosalicylate was used as the ionophore, and diisononyl phthalate was used as a plasticizer. The interval of determined concentrations of silver ions was 5 10 -7 -10 -3 M.
[2,2,2]р,р,р-Циклофан включали в состав мембраны ПВХ, содержащей 2-нидрофенилоктиловый эфир и тетракис(4-хлорфенил)борат калия [J.Bobacka, V.Väänänen, A.Lewenstam, A.Ivaska Talanta 63 (2004) 135]. Мембрану приклеивали к стеклоуглеродному электроду с помощью тетрагидрофурана. Электрод позволял проводить определение ионов серебра в интервале концентраций 1×10-5-1×10-1 М с удовлетворительной селективностью в отношении.[2,2,2] p, p, p-Cyclofan was included in the composition of the PVC membrane containing 2-nidrophenyloctyl ether and tetrakis (4-chlorophenyl) potassium borate [J. Bobacka, V. Väänänen, A.Lewenstam, A.Ivaska Talanta 63 (2004) 135]. The membrane was glued to a glassy carbon electrode using tetrahydrofuran. The electrode allowed the determination of silver ions in the concentration range 1 × 10 -5 -1 × 10 -1 M with satisfactory selectivity in relation.
В качестве ионофоров в составе мембранных электродов на ионы серебра также использовали ди- и тетразамещенные каликс[4]арены с тиоэфирными группами [E.Malinowska, Z.Brzozka, K.Kasiura, R.J.M.Egberink, D.N.Reinhoudt, Anal. Chim. Acta, 298 (1994) 245], с пиримидинтиоамилоксильными заместителями [X.Zeng, L.Weng, L.Chen, X.Leng, Z.Zhang and X.He, Tetrahedron Lett., 41 (2000) 4917], 1,3-бис(2-бензотиазолил)тиоалкоксикаликс[4]арены [L.Chen, X.He, B.Zhao, Y.Liu, Anal. Chim. Acta, 417 (2000) 51], 1,3-дизамещенные каликс[4]арены с амидопиридильными заместителями [L.Chen, Н.Ju, X.Zeng, X.Не Z.Zhang, Anal. Chim. Acta, 437 (2001) 191]. Недостатком указанных ионофоров является невысокая селективность сигнала по отношению к ионам ртути(II), которая обладает высоким сродством к серусодержащим функциональным группам каликсаренов.Also, di- and tetrasubstituted calix [4] arenas with thioether groups [E. Malowsows, Z.Brzozka, K.Kasiura, R.J.M. Egberink, D.N. Reinhoudt, Anal were also used as ionophores in the composition of membrane electrodes for silver ions. Chim. Acta, 298 (1994) 245], with pyrimidinothioamyloxy substituents [X. Zeng, L. Weng, L. Chen, X. Leng, Z. Zhang and X. He, Tetrahedron Lett., 41 (2000) 4917], 1, 3-bis (2-benzothiazolyl) thioalkoxycalix [4] arenes [L. Chen, X. He, B. Zhao, Y. Liu, Anal. Chim. Acta, 417 (2000) 51], 1,3-disubstituted calix [4] arenes with amidopyridyl substituents [L. Chen, H. Ju, X. Zeng, X. Not Z. Zhang, Anal. Chim. Acta, 437 (2001) 191]. The disadvantage of these ionophores is the low selectivity of the signal with respect to mercury (II) ions, which has a high affinity for the sulfur-containing functional groups of calixarenes.
Общим недостатком твердоконтактных пленочных электродов с полимерными мембранами является сложность достижения однородной толщины мембраны и равномерного распределения в ней компонентов - ионофоров и липофильных солей. Процедура изготовления поверхностного слоя многостадийна и проводится обычно вручную. Это снижает воспроизводимость характеристик мембраны и сигнала сенсора при замене полимерного слоя.A common drawback of solid-contact film electrodes with polymer membranes is the difficulty in achieving a uniform membrane thickness and uniform distribution of components in it - ionophores and lipophilic salts. The procedure for manufacturing the surface layer is multi-stage and is usually carried out manually. This reduces the reproducibility of the characteristics of the membrane and the sensor signal when replacing the polymer layer.
Альтернативой полимерному носителю, содержащему липофильные соли, являются электропроводящие материалы, наносимые на электрод с помощью электролиза. При включении ионофоров в слой электропроводящего материала или на его поверхность обеспечивается обратимость стационарного потенциала сенсора при протекании взаимодействия ионофоров с определяемыми ионами и подавляется влияние на него растворенного кислорода [T.Lindfors, A.Ivaska, Anal. Chim. Acta, 404 (2000) 111].An alternative to a polymeric carrier containing lipophilic salts are electrically conductive materials deposited on the electrode by electrolysis. When ionophores are included in a layer of an electrically conductive material or on its surface, the stationary potential of the sensor is reversible during the interaction of ionophores with the detected ions and the influence of dissolved oxygen on it is suppressed [T. Lindfors, A. Ivaska, Anal. Chim. Acta, 404 (2000) 111].
Описано применение в качестве электропроводящей матрицы полианилина [T.Lindfors, A.Ivaska, Anal. Chim. Acta, 437 (2001) 171; W.-S.Han, M.-Y.Park, K.-C.Chung, D.-H.Cho, T.-K.Hong, Talanta, 54 (2001) 153; H.Karami, M.F.Mousavi, Talanta, 63 (2004) 743] полипиррола [J.Bobacka, A.Lewenstam, A.Ivaska, Talanta, 40 (1993) 1437; T.A.Bendikov, T.C.Harmon, Anal. Chim. Acta, 551 (2005) 30; M.Ocypa, A.Michalska, K.Maksymiuk, Electrochim.Acta, 51 (2006) 2298] и политиофена [A.Alumaa, A.Hallik, U.Mäeorg, V.Sammelselg, J.Tamm, Electrochim.Acta, 49 (2004) 1767; R.Toczy###U322owska, R.Pokrop, A.Dybko, W.Wróblewski, Anal. Chim. Acta, 540 (2005) 167; D.M.Duncan, J.S.Cockayne, Sensors Actuators B, 73 (2001) 228].The use of polyaniline as a conductive matrix is described [T. Lindfors, A. Ivaska, Anal. Chim. Acta, 437 (2001) 171; W.-S. Han, M.-Y. Park, K.-C. Chung, D.-H. Cho, T.-K. Hong, Talanta, 54 (2001) 153; H. Karami, M. F. Mousavi, Talanta, 63 (2004) 743] polypyrrole [J. Bobacka, A. Lewenstam, A. Ivaska, Talanta, 40 (1993) 1437; T.A. Bendikov, T.C. Harmon, Anal. Chim. Acta, 551 (2005) 30; M.Ocypa, A.Michalska, K.Maksymiuk, Electrochim.Acta, 51 (2006) 2298] and polythiophene [A.Alumaa, A.Hallik, U.Mäeorg, V.Sammelselg, J.Tamm, Electrochim.Acta, 49 (2004) 1767; R.Toczy ### U322owska, R.Pokrop, A.Dybko, W.Wróblewski, Anal. Chim. Acta, 540 (2005) 167; D. M. Duncan, J. S. Cockayne, Sensors Actuators B, 73 (2001) 228].
К недостаткам электропрооводящих материалов, используемых для изготовления тонкопленочных потенциометрических сенсоров, относятся:The disadvantages of electrically conductive materials used for the manufacture of thin-film potentiometric sensors include:
- более узкий по сравнению с мембранными сенсорами диапазон линейности градуировочной зависимости сигнала ионоселектвного электрода;- a narrower range of linearity of the calibration dependence of the ion-selective electrode signal compared with membrane sensors;
- значительное влияние на сигнал рН и ионного состава электролита;- a significant effect on the signal pH and the ionic composition of the electrolyte;
- значительное время установления равновесного потенциала в присутствии мешающих ионов, обладающих окислительно-восстановительой активностью.- a significant time to establish the equilibrium potential in the presence of interfering ions with redox activity.
Аналогом (прототипом), наиболее близким по решению технической задачи к данному изобретению, является твердоконтактный потенциометрический сенсор на основе стеклоулеродного электрода, покрытого слоем полианилина и нейтрального ионофора - 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25,26,27,28-тетракис[(2-пиридил)-карбамоил-метокси]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена (фиг.1) [G.A.Evtugyn, I.I.Stoikov, S.V.Beljyakova, R.V.Shamagsumova, E.E.Stoikova, A.Yu.Zhukov, I.S.Antipin, H.C.Budnikov, Talanta (2006) doi:10.1016/j.talanta.2006.08.004]. Потенциометрический сенсор изготавливали, проводя полимеризацию анилина, растворенного в серной кислоте, в режиме непрерывного сканирования потенциала в интервале потенциалов от -0.2 до +1.0 В отн. хлоридсеребряного электрода сравнения (Ag/AgCl). После этого на поверхность полианилина наносили 10 мкл 0.001 М раствора тиакаликсарена (1) в хлороформе, высушивали и кондиционировали в 0.1 М азотной кислоте в течение 10 мин. Интервал определяемых концентраций ионов серебра составляет 1×10-2-5×10-7 М. Электрод использовали для измерения концентрации ионов серебра в 0.1 М азотной кислоте, поскольку при повышении рН более 3-5 полианилин теряет электропроводность, что приводит к ухудшению характеристик сенсора (увеличение времени достижения стационарного потенциала, снижение воспроизводимости сигнала). Кроме того, полимеризация анилина требует использования высокоочищенного препарата, получаемого в процессе перегонки под аргоном непосредственно перед проведением полимеризации. Присутствие ионов железа (III), окисляющих полианилин, мешает определению ионов серебра.The analogue (prototype) closest in solving the technical problem to this invention is a solid-state potentiometric sensor based on a glassy carbon electrode coated with a layer of polyaniline and a neutral ionophore - 5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,26,27 , 28-tetrakis [(2-pyridyl) -carbamoyl-methoxy] -2,8,14,20-tetrathiacalix [4] arena (Fig. 1) [GAEvtugyn, IIStoikov, SVBeljyakova, RVShamagsumova, EEStoikova, A.Yu.Zhukov , IS Antipin, HC Budnikov, Talanta (2006) doi: 10.1016 / j.talanta.2006.08.004]. A potentiometric sensor was made by polymerizing aniline dissolved in sulfuric acid in the continuous scanning mode of the potential in the potential range from -0.2 to +1.0 V rel. silver chloride reference electrode (Ag / AgCl). After that, 10 μl of a 0.001 M solution of thiacalixarene (1) in chloroform was applied to the surface of polyaniline, dried and conditioned in 0.1 M nitric acid for 10 min. The range of determined silver ion concentrations is 1 × 10 -2 -5 × 10 -7 M. The electrode was used to measure the concentration of silver ions in 0.1 M nitric acid, because when the pH rises above 3-5, polyaniline loses its electrical conductivity, which leads to a deterioration of the sensor (increase in time to reach the stationary potential, decrease in signal reproducibility). In addition, the polymerization of aniline requires the use of a highly purified preparation obtained in the process of distillation under argon immediately before the polymerization. The presence of iron (III) ions oxidizing polyaniline interferes with the determination of silver ions.
Технической задачей создания данной полезной модели является упрощение процедуры изготовления потенциометрического сенсора, расширение интервала определяемых концентраций ионов серебра, расширение рабочей области рН измерения сигнала, достижение селективности сигнала в отношении основных мешающих ионов - ртути (II) и железа (III).The technical task of creating this utility model is to simplify the manufacturing process of a potentiometric sensor, expand the range of detectable concentrations of silver ions, expand the working area of the pH measurement of the signal, achieve signal selectivity with respect to the main interfering ions - mercury (II) and iron (III).
Техническая задача решается за счет использования в составе сенсора покрытия на основе метиленового зеленого, получаемого путем электрополимеризации, с обработкой электрода раствором ЭДТА и осаждением на нем тиакаликсарена (1) из раствора в хлороформе.The technical problem is solved by using a coating based on methylene green obtained by electropolymerization as part of the sensor, treating the electrode with an EDTA solution and precipitating thiacalixarene (1) on it from a solution in chloroform.
Полимеризацию метиленового зеленого проводят в нейтральной или слабощелочной среде, при этом обеспечивается возможность измерения сигнала в широком интервале рН. Промывка электрода раствором ЭДТА после электрополимеризации удаляет ионы цинка, содержащиеся в исходном препарате метиленового зеленого, при этом снижается диффузионное сопротивление поверхностного слоя и влияние рН на сигнал сенсора.Polymerization of methylene green is carried out in a neutral or slightly alkaline environment, while providing the ability to measure the signal in a wide pH range. Washing the electrode with EDTA solution after electropolymerization removes the zinc ions contained in the initial methylene green preparation, while the diffusion resistance of the surface layer and the effect of pH on the sensor signal are reduced.
Данная задача реализована с помощью нанесения на электрод покрытия на основе полимерной формы метиленового зеленого, не требующего предварительной очистки препарата, удаления растворенного кислорода и применения сильных кислот. Образующееся покрытие сохраняет электропроводность и обратимость окислительно-восстановительных реакций нейтральной и слабощелочной среде.This task was achieved by applying a coating on the electrode based on the polymeric form of methylene green, which does not require preliminary treatment of the preparation, removal of dissolved oxygen, and the use of strong acids. The resulting coating retains the electrical conductivity and reversibility of the redox reactions in a neutral and slightly alkaline environment.
Рекомендуемая процедура изготовления потенциометрического сенсора: Готовят раствор метиленового зеленого в фосфатном буферном растворе, в полученном растворе проводят электроосаждение полимерной формы метиленового зеленого на стеклоуглеродный электрод в режиме постоянного сканирования потенциала, после окончания электролиза электрод погружают в раствор ЭДТА, промывают дистиллированной водой и высушивают. На рабочую часть электрода наносят раствор Recommended procedure for the manufacture of a potentiometric sensor: Prepare a solution of methylene green in a phosphate buffer solution, conduct the electrodeposition of the polymer form of methylene green on a glassy carbon electrode in the continuous scanning mode, after electrolysis is completed, the electrode is immersed in EDTA solution, washed with distilled water and dried. A solution is applied to the working part of the electrode
тиакаликсарена (1) в хлороформе, после высыхания слоя промывают водой. Конструкция потенциометрического сенсора представлена на фиг.2.thiacalixarene (1) in chloroform, after drying the layer is washed with water. The design of the potentiometric sensor is presented in figure 2.
Характеристики потенциометрического сенсора определяли в растворах. AgNO3 (10-1-10-8 М), Hg(NO3)2 (10-2-10-5 М), Fe2(SO4)3 (10-2-10-5 М) и растворах смеси солей Hg(NO3)2/AgNO3 (10-5 М /10-2-10-6 М) и Fе2(SO4)3/AgNO3 (10-5 М/10-2-10-6 М). Растворы солей серебра и железа готовили растворением солей в дистиллированной воде, нитрата ртути (II) - в 0.01 М азотной кислоте.The characteristics of the potentiometric sensor were determined in solutions. AgNO 3 (10 -1 -10 -8 M), Hg (NO 3 ) 2 (10 -2 -10 -5 M), Fe 2 (SO 4 ) 3 (10 -2 -10 -5 M) and mixture solutions salts of Hg (NO 3 ) 2 / AgNO 3 (10 -5 M / 10 -2 -10 -6 M) and Fe 2 (SO 4 ) 3 / AgNO 3 (10 -5 M / 10 -2 -10 -6 M ) Solutions of silver and iron salts were prepared by dissolving salts in distilled water, and mercury (II) nitrate in 0.01 M nitric acid.
Измерение сигнала проводили следующим образом. Потенциометрический сенсор и хлоридсеребряный электрод сравнения опускали в ячейку, содержащую 5 мл раствора сульфата натрия (фоновый электролит), термостатировали и измеряли величину э.д.с. После усановления постоянного значения вводили раствор соли серебра и далее измеряли э.д.с. до постоянства ее значения. Полученную разность значений э.д.с. до и после введения в раствор соли серебра регистрировали как сигнал потенциометрического сенсора. Полученные значения в серии измерений по одному параметры усредняли по 6 измерениям, воспроизводимость измерений определяли как среднее относительное стандартное отклонение.The signal was measured as follows. A potentiometric sensor and a silver chloride reference electrode were lowered into a cell containing 5 ml of sodium sulfate solution (background electrolyte), thermostated and the emf was measured. After setting a constant value, a silver salt solution was introduced and then the emf was measured to the constancy of its value. The resulting difference in the values of the emf Before and after introduction of silver salts into the solution, they were recorded as a signal of a potentiometric sensor. The obtained values in a series of measurements for one parameter were averaged over 6 measurements, the reproducibility of the measurements was determined as the average relative standard deviation.
На фиг.3. показана зависимость сигнала потенциометрического сенсора от концентрации ионов серебра при рН 6.2 и 7.5. Воспроизводимость сигнала 3.5±1.2%. Как видно, при увеличении рН раствора происходит незначительное уменьшение абсолютной величины сигнала сенсора при сохранении его чувствительности (наклона линейной части графика) и интервала определяемых концентраций ионов серебра.In figure 3. The dependence of the signal of the potentiometric sensor on the concentration of silver ions at pH 6.2 and 7.5 is shown. Signal reproducibility 3.5 ± 1.2%. As you can see, with an increase in the pH of the solution, a slight decrease in the absolute value of the sensor signal occurs while maintaining its sensitivity (the slope of the linear part of the graph) and the interval of the determined concentrations of silver ions.
Влияние параметров измерения сигнала ионоселективного электрода на чувствительность определения ионов серебра продемонстрировано на примерах, приведенных ниже.The influence of the measurement parameters of the signal of the ion-selective electrode on the sensitivity of determination of silver ions is demonstrated by the examples below.
Пример 1. Влияние ионов железа (III) на сигнал потенциометрического сенсора в присутствии 1×10-5 М нитрата серебра, рН 7.2. Воспроизводимость сигнала 3.9±1.5%. Ионы железа (III) в концентрации до 1×10-2 М не мешают определению ионов серебраExample 1. The effect of iron (III) ions on the signal of the potentiometric sensor in the presence of 1 × 10 -5 M silver nitrate, pH 7.2. Signal reproducibility 3.9 ± 1.5%. Ions of iron (III) in a concentration of up to 1 × 10 -2 M do not interfere with the determination of silver ions
Пример 2. Влияние ионов ртути (II) на сигнал потенциометрического сенсора в присутствии 1×10-5 М нитрата серебра, рН 7.2. Воспроизводимость сигнала 4.0±2.2%. Ионы ртути (II) в концентрации до 1×10-2 М не мешают определению ионов серебраExample 2. The effect of mercury (II) ions on a potentiometric sensor signal in the presence of 1 × 10 -5 M silver nitrate, pH 7.2. Signal reproducibility 4.0 ± 2.2%. Mercury (II) ions in concentrations up to 1 × 10 -2 M do not interfere with the determination of silver ions
Пример 3. Влияние обработки электрода ЭДТА на характеристики сигнала потенциометрического сенсора на 1×10-5 М AgNO3.Example 3. The effect of processing the EDTA electrode on the signal characteristics of a potentiometric sensor on 1 × 10 -5 M AgNO 3 .
Пример 4 Влияние условий полимеризации метиленового зеленого на характеристики определения 1×10-5 M ионов серебра. Увеличение толщины покрытия приводит к возрастанию времени стабилизации потенциала электрода (времени отклика) и времени жизни сенсора (продолжительность хранения сенсора, в течение сигнал снижается на 50% исходной величины)Example 4 The influence of the polymerization conditions of methylene green on the characteristics of the determination of 1 × 10 -5 M silver ions. An increase in the coating thickness leads to an increase in the time of stabilization of the electrode potential (response time) and the lifetime of the sensor (the storage time of the sensor, during the signal decreases by 50% of the initial value)
Таким образом, модель отличается от других тонкопленочных потенциометрических сенсоров на ионы серебра расширенным интервалом определяемых концентраций ионов серебра (1×10-1-3×10-8 M), возможностью проведения измерений в нейтральной и слабощелочной среде и меньшей чувствительностью сигнала к присутствию мешающих ионов ртути (II) и железа (III).Thus, the model differs from other thin-film potentiometric sensors for silver ions in the extended range of detectable silver ion concentrations (1 × 10 -1 -3 × 10 -8 M), the possibility of measurements in a neutral and slightly alkaline medium, and lower signal sensitivity to the presence of interfering ions mercury (II) and iron (III).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006137340/22U RU61886U1 (en) | 2006-10-12 | 2006-10-12 | SOLID-FILM FILM POTENTIOMETRIC SENSOR FOR SILVER ION DETECTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006137340/22U RU61886U1 (en) | 2006-10-12 | 2006-10-12 | SOLID-FILM FILM POTENTIOMETRIC SENSOR FOR SILVER ION DETECTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU61886U1 true RU61886U1 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=37993504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006137340/22U RU61886U1 (en) | 2006-10-12 | 2006-10-12 | SOLID-FILM FILM POTENTIOMETRIC SENSOR FOR SILVER ION DETECTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU61886U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167544U1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DOPAMINE DETERMINATION |
-
2006
- 2006-10-12 RU RU2006137340/22U patent/RU61886U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167544U1 (en) * | 2016-08-12 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DOPAMINE DETERMINATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sutter et al. | A polypyrrole-based solid-contact Pb 2+-selective PVC-membrane electrode with a nanomolar detection limit | |
Sutter et al. | Solid-contact polymeric membrane electrodes with detection limits in the subnanomolar range | |
Mazloum et al. | Mercury selective membrane electrodes using 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, and hexathiacyclooctadecane carriers | |
Javanbakht et al. | Mercury (II) Ion‐Selective Electrode Based on Dibenzo‐diazathia‐18‐crown‐6‐dione | |
Huser et al. | Membrane technology and dynamic response of ion-selective liquid-membrane electrodes | |
Mohamed et al. | Septonex–tetraphenylborate screen-printed ion selective electrode for the potentiometric determination of Septonex in pharmaceutical preparations | |
Ali et al. | Electroanalytical Studies on Fe (III) Ion-Selective Sensors Based on 2-methyl-6-(4-methylenecyclohex-2-en-1-yl) hept-2-en-4-one Ionophore. | |
Bartoszewicz et al. | Calibration free solid contact electrodes with two PVC based membranes | |
Sutter et al. | Response Behavior of Poly (vinyl chloride)‐and Polyurethane‐Based Ca2+‐Selective Membrane Electrodes with Polypyrrole‐and Poly (3‐octylthiophene)‐Mediated Internal Solid Contact | |
Pięk et al. | High selective potentiometric sensor for determination of nanomolar con-centration of Cu (II) using a polymeric electrode modified by a graphene/7, 7, 8, 8-tetracyanoquinodimethane nanoparticles | |
Gholivand et al. | Chromium (III) ion selective electrode based on oxalic acid bis (cyclohexylidene hydrazide) | |
Abdel-Ghani et al. | Flow injection potentiometric determination of amantadine HCl | |
Alegret et al. | Response characteristics of conductive polymer composite substrate all-solid-state poly (vinyl chloride) matrix membrane ion-selective electrodes in aerated and nitrogen-saturated solutions | |
Vigassy et al. | Rotating Ion‐Selective Membrane Electrodes for Trace‐Level Measurements | |
Ganjali et al. | Novel bromide PVC‐based membrane sensor based on iron (III)‐salen | |
Choi et al. | Covalently attached ionophores extend the working range of potentiometric pH sensors with poly (decyl methacrylate) sensing membranes | |
Ensafi et al. | Potentiometric sensor for the determination of dibucaine in pharmaceutical preparations and electrochemical study of the drug with BSA | |
RU61886U1 (en) | SOLID-FILM FILM POTENTIOMETRIC SENSOR FOR SILVER ION DETECTION | |
Paciorek et al. | Optimization of the composition of interfaces in miniature planar chloride electrodes | |
Toczyłowska et al. | Planar potentiometric sensors based on Au and Ag microelectrodes and conducting polymers for flow-cell analysis | |
CA2466994C (en) | Potentiometric, ion-selective electrode | |
Shahrokhian et al. | Iodide‐selective electrode based on copper phthalocyanine | |
Ganjali et al. | Highly selective liquid membrane sensor based on 1, 3, 5-Triphenylpyrylium perchlorate for quick monitoring of sulfate ions | |
Kumar et al. | Review on new ionophore species for membrane ion selective electrodes | |
Miyahara et al. | Shift and drift of electromotive forces of solid-state electrodes with ion-selective liquid membranes |