Ионоселективный мембранный электрод

О, К, Стефанова, Н. В. Рождественская, В,Е. А, Матерова, В. А, Долидзе, А. Н. Худи3. ф. Кирпичникова и В. В. Плетйева 2) Авторы изобретения Заявитель ОСЕЛЕКТИВНЫЙ МЕМБРАННЪЙ ЭЛЕКТРОД верИзобретение относится к ионоселективным электродам на основе нейтральных переносчиков и предназначено для определения, например, ионов аммония и калия в водных средах.Известны ионоселективные мембранные электроды, состоящие из псливинилхлоридного корпуса, на нижнем конце которого приклеена индикаторная мембрана, состав которой определяется природой контроли 1 О руемого иона, Внутрь корпуса заливается водный раствор определенног о ионного состава. В корпус ввинчивается токоотво;- дящий попуэлемент 1, 11Такие электроды не могут быть при 15 менены в биологии и медицине из-за больших габаритов вследствие наличия жидкостного наполнителя,Наиболее близкими к изобретению являются мембранные электроды с твердым электронным проводником и мембраной на основе нейтрапьных переносчиков, импрегнированных в полимерную матрицу с помощью пластификаторов. Полимерная матрида непосредственно контактирует с тдым токоотводом 2Электроды показали достаточную воспроизводимость значений потенциалов, нонеудовлетворительную стабильность показания во времени. Это вызывает необходимость ежедневно калибровать электроды. Время жизни таких электродов невелико - около месяца,Целью изобретения является повышение стабильности показаний электрода.Поставленная цель достигается тем,что в ионоселективном мембранном электроде с твердым электронным проводником и мембраной на основе нейтральныхпереносчиков, импрегнированных в полимерную матрицу с помощью пластификаторов, между электронным проводником иионоселективной: мембраной последовательно размещены в направлении к мембране промежуточные слои (не менеедвух) из электронопровод"щего вещества,вещества, образующего буферную систему по рН и рМ, вещества, составляюще3 8983 го окислитепьно-восстановительную систему.Промежуточные слои между электронным проводником и ионосепективной мембраной последовательно содержат, вес,%:1 слойЭлектродноактивноевещество 34,0-40,0Вещество, состаьпяющее окислительно-восстановительную систему 28, 0-35,0,Вещество, образующеебуферную системупо рН 1,6-20Вещество, образующее 3систему по рМ 3,4-4,0Электр онопроводящеевещество 254-26,6 3048,0-53,0 4,0-6,0слойЭлектродноактивноевеществоВещество, составляющее окислительно- восстановительную системуВещество, образующеебуферную систему по рНВещество, образующеебуферную систему по рМ 7.,5-12,5Электронопроводящеевещество 14,5-15,5 У 0На чертеже представлен элеирод осевое сечение.Электронный проводник 1, выполненный в виде графитового стержня, заключен в трубку 2 из пластифицированного поливинилхлорида. С одного конца к электронному проводнику 1 крепится медный провод 3, а на другой конец проводника между ним и мембраной 4 наносятся про межуточные слои 5 и 6 (не менее двух).Итак, рабочая часть электрода состоит из нескольких слоев, включающих электродноактивное вещество, вещество, составляющее окислительно-восстановительную систему, вещество, образукицее буферную систему по рН, вещество, образующее буферную систему по рМ, электронопроводящее вещество.Слои мембраны готовят следующим образом.50Компоненты мембраны - электродноактивное вещество - растворяют в циклогексаноле, в эту массу добавляют последоватепьно редоксит ЭОили гем (в .качестве вещества, составляющего окис- фф лительно-восстановительную систему), смолу КУ в Н- и М- формах (в качестве веществ, образующих буферную32,0 3,4 5,0 Полученные таким образом электроды выдерживают еще 24 ч для высыхания третьего мембранного слоя (полного удаления растворителя - циклогексанола), после этого электрод готов к работе.Изготовление мембраны описанным способом обусловлено необходимостью плавного перехода от электронной к ионной проводимости, Поэтому первый слой мембраны, контактирующий с электронным проводником, составлен так, что обеспечивает высокую электронную проводимость и определенную ионную составляющую, второй спой - большую ионную про 14 4систему соответственно по рН и рМ), сажу (в качестве электронопроводящего вещества).Смесь со следующим соотношением компонентов, вес. %:Компоненты мембрамы 37,0Оки спит ельно-восстановительная система редоксит ЭО 7Буферная система по рНКУв Н-форме 1,6Буферная система по рМКУв М-формеЭлектр онопроводящеевещество - сажа 26,0 тщательно перемешивается на магнитной мешалке в течение 1 ч при комнатной температуре. Эта масса наносится на электронный проводник в качестве первого слоя (толщина слоялф 0,5 мм). Массе дают возможность высохнуть, после чего наносят второй слой, толщина которого также 0,5 мм, а соотношение компонентов следующее, вес. %:Компоненты мембраны 49,0Окислительно-восстановительная системаредоксит ЭО, гем 21,0Буферная система порН - КУв Н-формеБуферная система порМ - КУв М-форме 10,0Электр онопроводящеевещество - сажа 15,0Второму спою также дают воэможность просохнуть (24 ч).Затем наносят третий спой - собственно ионоселективную мембрану. Последняяготовится уже известным способом, путем растворения и смешивания полимера (поливинилхлорида), пластификатора (дибутилфталата, диокстилфгалата и т. д,) и нейтрального переносчика при перемешивании и нагревании до 40-45 С.5водимость (при наличии электронной составляющей), третий слой полностью состоит из электродноактивного вещества и имеет лишь ионную проводимость. Последний слой (чувствительная мембрана)непосредственно контактирует с исследу мым раствором. Таким образом обеспечивается перекоп от электронной проводимости к ионной и обеспечивается высокая стабильность потенциала электрода. 10 898314 34-40 28-35 1,6-2,0 3,4-4,0 25,4-26,6 9 слойКомпоненты мембраны 45-53Оки слит ельно-восста. -новительная система 18-24 1% Буферная система порн 4,0-6,0Буферная система порМЭлектронопроводящееЗФ вещество 14,5-15,5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ионоселективные электроды. Под 23ред. Р. Йарста, 1972, с. 68-69.1,И.йгаЪа Соррег- т) ВОВИВв 1 ергесм 1 ед В Ьоопе ыЬЬег птетпъгопе аееЕЕеСЫче еРебмоае Уог СоррегЦ)1 оп,тааа- ъа, Л, 970,р.963. 7,5-12,5 Составитель И, РогальТехред М. Надь Корректор А. фере актор М. Пяткин О, Тираж 882 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д аз 11939/6.формула изобретения Ионоселективный мембранный электрод, содержащий токосъемник с нанесенной на него мембраной на основе нейтральных переносчиков, пластификатор и связующеео т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повьппения стабильнос ти измерений, между токосъемником и мембраной поспедовательно размещены по крайней мере два промежуточных слоя, содержащие компоненты мембраны, окислительно-восстановительную систему, буферную систему по рН и рМ, электронопроводящее вещество, нерастворимые в воде, при следующем соотношении компонентов, вес. %: 4слой Компоненты мембраны Окислительно-восстановительная система Буферная система по рНБуферная система по рМЭлектро нопроводящее вещество