Состав мембраны электрода для потенциометрических измерений кислотности фтористоводородсодержащих растворов

(191(11) ГОСУДАРСГЮ ДЕЛ ОБ ИДЕТЕЛЬСТВУ.Б ский ССС80 или Ксост н сюдаОксванСвя ВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ Н АВТОРСНОМУ К А.бдаки н(71 ) Волгоградский политехничеинститут и Институт химии УНЦ(54)(57) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ПОТЕНЦИОИЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИИ КИСЛОТНОСТИ ФТОРИСТОВОДОРОДСОДЕРЖА ЩИХ РАСТВОРОВ, содержащий злектродно активное. вещество в виде оксиднованадиевой бронзы и связующее,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения химической стойкости и расширения диапазона измерения рН растворов, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-Фторидную ванадиевую бронзу состава БаУОР.(где 0 ( х 41)УО 3)у р(х=0 ф 25 ) при следузйцихейиях ингредиентов, вес.Ъидно-Фториднаяадиевая бронза 90-95зующее 5-10хМр+(1-х) Ч,2 О + 2 хЧО 2 " М 7 7 ( ) 65 Изобретение относится к методам физико-химического анализа, а именно к потенциометрическим измерениям кислотности растворов, содержащих фтористоводородную кислоту или кислые растворы фторидов, и может быть 5 использовано в химии, химической , технологии, в гидрометаллургических процессах, агрохимии.Известны стеклянные электроды для измерения кислотности раство ров 1.Однако эти электроды .не могут применяться в Растворахсодержащих кислые фториды или фтористоводородную кислоту, которые химически взаи модействуют с поверхностью активного элемента стеклянного электрода,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. является состав мембраны электрода для потен циометрических измерений кислснгности Фтористоводородсодержащих растворов, который содержит электродноактивное вещество в виде оксиднованадиевой бронзы и связующее (,23.Недостатком активных элементов таких электродов является низкая хи-мическая стойкость в сильнокислых и сильнощелочных средах, что значительно сокращает срок использования и ограничивает диапазон измерения кислотности растворов.Целью изобретения является повышение химической стойкости и расширение диапазона измерения РН растворов.Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны элект-, рода для потенциометрических измерений кислотности Фтористоводородсодержащих растворов, содержащем электродноактивное вещество в виде 40 оксидно-ванадиевой бронзы и связующее, в качестве оксидно-ванадиевой бронзы используют оксидно-фторидную ванадиевую бронзу состава Бауг Ор-хРх (где 0х1 ) или К хЧОзГз (х = 45 0,25) при следующих соотношениях ингредиентов, вес.Ъ:Оксидно-фторидная ванадиевая бронза 90-95Связующее 5-10По сравнению с активным элемен-. том известного состава (окисдными ванадиевыми бронзами) в анионной подрешетке часть атомов кисдорода заменена на атомы Фтора, что привело к большему упорядочению анионной подрешетки, а тем самым увеличило химическую стойкость активногоэлемента электрода.Синтез оксидно-фторидных ванадиевых бронз производится следующим образом.Взятые согласно расчету по урав- нению количества соответствующих компонентов тщательно перетираются и спрессовываются в таблетки. Синтез оксифторидных бронз осуществляется в стальной ячейке (реагирукицие вещества помещаются в платиновый тигель с плотнозакрывающейся крышкой), за полненной аргоном при температуре 550 С в течение 12 ч,. Затем смесь перешихтовывается и производится еще .одна термическая обработка при тех же условиях.Мембрана электрода изготавливается следующим образом.Кристаллы оксифторидной ванадиевой бронзы соответствующего состава тщательно смешивают со связующим веществом (растворенным в толуоле полистиролом, эпоксидным клеем с отвердителем или силиконовым каучуком) в весовых соотношениях 2,0-0,1 и нагревают (в случае полистирола) до получения густой массы (при использовании эпоксидного клея или силиконового каучука нагревание не производят ), которую помещают в пресс-форму и прессуют в виде цилиндрических таблеток диаметром 6-7 мм и высотой 3-4 мм под дав- . лением 150-200 кг/см, Полученные таблетки нагревают в течение 2-3 ч в сушильном шкафу при температуре 70-80 С, затем охлаждают на воздухе и приклеивают эпоксидным клеем к горловине трубки диаметром 5-6 мм, из.- готовленной из эпоксидной смолы,предварительно к нерабочей сторонетаблетки крепят токоотвод (из медной проволоки). Корпус электрода, устойчивый к действию кислот и щелочей, может быть изготовлен из соответствующего материала, например, фторопласта.Для потенциометрических измерений в анализируемом растворе электрод используется в паре с электродом сравнения (хлорсеребряным или насыщенным каломельным электродом). В качестве базового объекта, принят стеклянный электрод, широко используемыйв практике и имеющий в качестве активного элемента тонкую стекляннуюмембрану, потенциал которой зависит от кислотности растворов . Этот электрод может быть с успехом использован, для измерения рН от слабокислыхдо слабощелочных растворов, однаконе может быть применим для измерения сильнокислых, особенно сильнощелочных растворов, в том числе содержащих Фтористоводородную кислоту или кислые растворы фторидов.Сравнительное изучение химической стойкости в кислых и щелочных средах предлагаемых электродов для потенциометрических измерений,известного состава и базового объектапроводилось путем погружения соот1056030 10 Материал активного элемента электрода Количество ванадия, г/л ДиапазонводороднойФункции Состав после 30-дневного выдерживания в25-ном растворе едкого натра после 25 дневного пребывания в 20-ной Фтористоводородной кислоте Предлагаемая мембрана электродаНа хЧгО-х хИз вест ный 3,810Не применимв растворах,содержащихНГ нли кислые фториды Отсутствие водородной функции (перестает Функционировать ) Перестает функционировать (поверхность активного элемента становится матовой) Стекло Базовыйобъект Составитель Т. ДамешекРедактор Н. Лазаренко Техред И.Метелева Корректор А, Ильин Заказ 9290/32 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ветствующих электродов на длительный промежуток времени в раствор Фтористоводородной кислоты (20) или едкого натра (30)По количеству ванадия в растворах после пребывания в них предлагаемого электрода и 5 известного и внешнему виду (наличия водородной. Функции) базового объекта судят о химической стойкости предлагаемого электрода, известного и , базового объекта.Результаты этих исследований приведены в таблице и показывают,Из данных таблицы видно, что химическая стойкость электродов предлагаемой мембраны по сравнению с изве стной примерно на 2 порядка вьзае в растворах кислот (НР) и щелочей (БаОН), а ПрЕдЕЛ ИЗМЕрЕНИя КИСЛОТ- ности на 3 единицы рН шире. Изобретение позволяет измерятькислотность растворов, содержащих что электроды, имеющие в качествеактивного элемента оксидно-Фторидные ванадиевые бронзы, обладаютбольшей химической стойкостью к кислотам и щелочам, чем известный ибазовый объект. Приведенные примеры лабораторных испытаний показывают, что электроды являются болеехимически стойкими к кислотам ищелочам, обладают более широким диапазоном измерения кислотности (рН)растворов, чем электроды известного состава.Фтористоводородную кислоту или кислые фториды, и может быть использовано в производстве хладонов, Фтористоводородной кислоты, при корректировкесостава электролитических ванн в гальваностегии, анализесточных вод химических, нефтехимических предприятий, а также в гидрометаллургических процессах и агрохимии