Состав мембраны халькогенидного стеклянного электрода для определения активности ионов серебра

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1718 О ц 5 6 01 й 27/333 ЯЗОБ РЕТ К венный зне ы Дзико-хим тройства овсе еб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1506343, кл. 6 01 й 2730, 1988,Авторское свидетельство СССР996926, кл, О 01 И 27130, 1983,Дарет Р. Ионоселективные электроМ.: Мир, 1972, с,51-58.(54) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ХАЛЬКОГЕНОГО СТЕКЛЯННОГО ЭЛЕКТРОДА Изобретение относится к фи ическому анализу, в частности ус м для определения активности ион р ра в жидких средах.Известен халькогенидный стеклянный электрод для определения активности ионов серебра на основе мембраны состава, мас,%: серебро 15,9-50,1; мышьяк 25,5- 50,3; сера 24,0-33,5; железо 0,3-1,9. Указанное соотношение компонентов позволяет получить электроды с твердым контактом.Недостатком таких алекродов является нежелательная чувствительность электрода с твердым контактом к окислителям и окислительно-восстановительным средам, которая приводит к уменьшению чувствительности к ионам серебра в этих условиях. Основной причиной такого поведения является повышение электронной проводимо-. сти при термическом легировании железом во всем обьвмв мембраны, включая внешОПРЕДЕЛЕНИЯАКТИВНОСТИ ИОНОВ СЕРЕБРА(57) Изобретение относится к физико-химическим методам анализа, в частности к устройствам для определения активности ионов серебра в жидких средах. Целью изобретения является уменьшение времени отклика и повышение стабильности потенциала, С этой целью в состав внутренней поверхности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности, мас.%: серебро 14,25-45,00; мышьяк 17,50- 33,25; сера 22,50 - 47,50; железо или никель остальное, 1 табл. нюю границу мембрана / исследуемый раствор. Наиболее близким по технической сущеааЬ ности к предлагаемому является состав халькогенидной стеклянной мембраны для 4 определения ионов серебра содержащий, мас,%: серебро 16-50; мышьяк 25-52; сераостальное, Электрод с указанной мембраной может быть получен только с жидким внутренним заполнением, что является ос- (р новным его недостатком. Так, при переходе от жидкого контакта к твердому металлическому без изменения состава мембраны происходит дестабилизация электродной ф функции и появление сильного дрейфа стан-дартного потенциала. Указанные недостатки электрода с твердым металлическим токоотводом связаны с низкой электронной проводимостью сульфидных стекол, на основе которых получены халькогенидные стеклянные датчики. Высокая ионная нрооодимость по серебру и низкая электронная составляющая общей электропроводности приводят к тому, что на внутренней границе мембрана (металлический токоотвод электронные токи обмена малы и равновесие достигается только за значительные промежутки времени 30 мин), В итоге у полностью твердых датчиков на основе сульфидных стекол наблюдается неустойчивая электродная функция, значительный дрейф потенциалов, большое время отклика.Цель изобретения - повышение стабильности потенциала и уменьшение времени отклика стеклянного электрода с твердым металлическим токоотоодом для определения ионов серебра,Посгаоленная цельдостигается тем, что о состав халькогенидной стеклянной мембраны для определения ионов серебра, содержащей сульфиды серебра и мышьяка, дополнительно о состав внутренней поверхности мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов на внутренней поверхности мембраны, мас.оь:Серебро 14,25 - 45,00 Мышьяк 17,50 - 33,25 Сера 22,50 - 47,50 Железо или никель 5,00 - 30,00 П р и м е р 1. Для получения 3 г стекла состава, мас.;: А 9 15; Аз 35; Я 50, берут 0,831 г серебра, 1,356 г мышьяка 0,823 г серы и помещают в кварцевую ампулу, откачивают воздух до остаточного давления 10 Па и проводят синтез при 1100 К в течение 8 ч, Охлаждение осуществляют путем закалки расплава со средней скоростью 4-6 град/с. Из полученного образца готовят сошлифовыоанием плоскопараллельную мембрану толщиной 2 мм, затем одну из сторон полируют на пасте ГОИ, В другую шлифооанную внутреннюю поверхность мембраны методом ионной имплантации на ускорителе внедряют ионы железа с энергией 150 кэВ и ионным током 1 мкА/см до2 концентрации 5 масф, В итоге внутренняя поверхность мембраны имеет состав, мас.;: А 9 14,25; Рз 33,25; Я 47,5; Ге 5. Ана. логично прооодят внедрение ионов никеля и о итоге внутренняя поверхность мембраны имеет состав, мас4: Ац 14,25; Аз 33,25;347,5; В 5.На имплантированную сторону мембраны термическим испарением в вакууме наносят слой сереора, к поверхности которого контактолом приклеивают медный токоотвод. После высушивания контактола место соединения заливают эпоксидным компаундом для создания прочного контакта. Полученную мембрану с токоотводом вклеивают в конец поливинилхлоридной трубки полированной стороной наружу, затем производят окончательную сушку электрода о сушильном шкафу при 60 - 70 С в течение 10 ч.Для измерения электродных характеристик мембран применяют следующую электрохимическую ячейку;Лц,АДС /КС 1/ 1 МКИОз/ исследуемый10 раствор /М /Ая,где М - мембрана иэ халькогенидного стекла,Градуировочные растворы в концентрационной области 10 - 10 моль/л готовят15 из нитрата серебра с постоянной ионнойсилой 0,1 моль/л нитрата калия. Растворы сконцентрацией 10 - 10 моль/л готовят не5посредственно перед измерениями в тефлоновой измерительной ячейке добавлением20 к известному обьему дистиллированной воды для индифферентного электролита калиброванных количеств болееконцентрированных растворов нитрата серебра.25 Для измерения коэффициента селективности используют метод смешанныхрастворов, при котором концентрация мешающего иона остается постоянной, а концентрацию ионов серебра изменяют от 1030 до 10 моль/л.В таблице представлены аналитическиехарактеристики сереброселектионых халькогенидных стеклянных электродов с твердым контактом, изготовленных согласно3 изобретению, Из таблицы видно, что полученные электроды обладают высокой чувствительностью к ионам серебра до 3 10моль/л), теоретическим угловым коэффициентом злектбоодной функции о области40 1 10 1 - 1 10 моль/л, высокой воспроизводимостью потенциалоо при многократныхизмерениях в одном и том ке растворе, Время отклика электродов составляет от 2 до 3 с,Таким образом, полученные согласно45 изобретению,сереброселективные халькогенидные стеклянные электроды с имплантирооанной железом или никелемвнутренней поверхностью мембраны имеютобратимы твердый контакт и меньшую чув 50 ствительность к окислителям и окислительно-восстановительным средам посравнению с известными электродами.Формула изобретенияСостав мембраны халькогенидного55 стеклянного электрода для определения активности ионов серебра, содержащий сульфиды серебра и мышьяка, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью уменьшения времени отклика и повышения стабильности потенциала, в состав внутренней поверхности1718095 мембраны введены железо или никель при следующем соотношении компонентов внутренней поверхности,мас.:Серебро 14,25 - 45,0 Мышьяк 17,50 - 33,25 Сера 25,50 - 47,50 Железо или никель Остальное КоэфФициент селективности в присутствии ВремяотклиВоспро"изводи"мость ка, с Ре+з Н+ф потенциа"лов, мв т1 ф 10 в тее ЙФ 8 10 3 10 1 10 -1 1 О 59 3 1"3 0,8 Редактор Н. Яцола Заказ 876 Тираж .Подписйое ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1- Предел чувстви" тельности,моль/л Линейнаяобластьэлектродной функ"циимоль/л Крутизна электрод" ной функции,мв/декадуеСоставитель А, КопытинТехред М.Моргентал Корректор С. Шевкун