Состав мембраны ионоселективного электрода для определения содержания ионов аммония

,.801056031 ССЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИД . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71 ) Ленинградский ордена Ленинаи ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университетим. А.А. Жданова(56 ) 1, ЗсЬо 1 ег й, Р., 81 вогг 9,АиФхЪ 1 о 1 хЫа. - Иевогаие 1 еЮгооеггГцг ве 1 еМхчеп ЕгФаеегги 9 хогг йшаои цеигоеиаМг.1 1 гИеи., - "СЬа 1 вф,1970, В 24, 9 10, р, 372"374.2. Стефанова О.К. и др. Электродные свойства ноноселективных мембран, содержащих нейтральный комплек"сообраэователь нонактнн- "Электро;химия" 1981, т. 17, 9 7, с. 10821086 (прототип)(54) (57) СОСТАВ МЕМБРАНЫ ИОНОСЕЛЕКТИВНОРО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ АММОНИЯ, содержащий связующее "йоливинилхлорид, растворитель-пластиФикатор-дибутилфталат, мембраноактивное веществононактин, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения пределаопределения в области больших концентраций, исходный состав мембраныдополнительно содержит неионогенноеповерхностно-активное вещество приследующем соотношении ингредиентов,мас.ВгаДибутил 4 гталат 70-76Нонактин 0,1-0,6Неионогенное поверх-,ностно активное вещество 0,065-0,176Поливинилхлорид ОстальноЕИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для контроля содержанияионов аммония в концентрированныхводных средах и может найти применение в ряде отраслей промышленности, 5например бумажной, а также в сельском хозяйстве.Известен ряд,.мембран, селективных к ионам аммония в водных средах,послуживших основой для создания 10аммонийселективных электродов.Прежде всего это жидкие мембраны, представляющие собой раствор в органическом растворителе вещества, избирательное взаимодействующего сионом 15.аммония, например раствор нонактинав трис (2-этилгексил)фосфате Г 1 .Однако, несмотря на высокую селективность к ионам аммония, электроды н жидком исполнении неудобны нэксплуатации.Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности являетсямембрана ионоселективного электродадля определения ионов аммония, включающая связующее - полининилхлорид,растноритель - пластификатор-.дибутилфталат, мембрано-активное веществононактин (.2 3.Одной из основных характеристикианоселективных электродов являетсяконцентрационный диапазон выполненияфункции данного иона, Для аммонийселективных пленочных электродовнижний предел выполнения Функцииионов аммония в зависимости от техники измерения лежит в пределах10 4 - 5 ф 10 4 М Ын, СХ, Верхний предел0,2-0,5 М БН 4 С 1 Ограничения в выполнении аммонийной Функции в болееконцентрированных растворах связаны 40со свойствами самой мембраны,Целью изобретения является расширение предела определения н областибольших концентраций.Поставленная цель достигается 45тем, что в состав мембраны ионоселектинного электрода для определениясодержания ионов аммония, содержащий связующее - поливинилхлорид,растворитель-пластификатор - дибутилфталат, мембраноактинное нещество -50нонактин,дополнительно введено неионогенное поверхностно-активное ве.щество при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:Дибутилфталат 70-76 55Нонактин 0,1-0,6Неионогенное по"верхностно-активноевещество 0,005-0,176Поливинилхлорид Остальное 60Введение в мембрану поверхностноактивного вещества (ПАВ) для продле"ния электродной Функции в областьконцентриронанных растворов. основывается на следующих представлениях 5 о механизме функционирования такога рода систем. Поскольку среди основных компонентов мембраны отсутству-; ют вещества ионогенной природы, то из внешнего раствора катионы и анионы поглощаются ею в эквивалентных количествах и селективность мембра" ны к ионам определенного знака заряда может проявляться лишь в том случае, когда противоположно заряжен"ф ные ионы оказываются в мембране заторможенными. Предполагается, что н рассматриваемых системах практически полное отсутствие в мембране потоков анионон в широком интервале составов растворов обусловлено. тем, что мембрана представляет собой дисперсную систему, содержащую нодоэмульсионные включения. В последних соцержится основнаямасса гидрофильных анионон хлора, а липофильныеlкомплексы аммония с нонактином оказываются сосредоточенными в органической фазе н ниде положительно заряженного двойного электрического слоя нокруг водных включений. Чем выше степень дисперсности такой системы, тем в большей степени осуществляется пространственное разделение зарядов, а следовательно, и исключение анионон из проводящей органической фазы, Поскольку ПАВ способстнует стабилизации дисперсных систем, то они должны увеличить степень унипо" лярной проводимости и, следовательно, сдвигать н область более концентрированных растворов начало отклонений от катионной Функции. Применение неионогенных ПАВ в этом отношении предпочтительно, так как внесение их не приводит к поянлению дополни-тельных переносчиков заряда.Общая методика изготовления Йембран следующая.Для получения мембран диаметром 10 см б г дибутилфталата (ДБФ) и 2 г поливинилхлорида (ПВХ) растворяют н 30 мл цилогексанона при постоянном перемешивании и нагревании до м 50 С. В полученную таким образом и охлажденную до комнатной температуры гомогенную массу вносят 0,01 г мембраноактивного вещества - нонакти. на и навеску поверхностно-активного вещества (например, децилового спирта). После растворения всех компонентов смесь выливают в чашку Петри и останляют на воздухе до полного удаления летучего растворителя циклогексанона.Для изготовления электродов иэ полученной эластичной пленки вырезают диски и приклеивают к торцам полин нинилхлоридных трубок диаметром 10 мм.Подготовка электродон к работе снодится к выдерживанию их в симрет- ричнЫх условиях в растворе 0,01 М ИН+СХ н течение б сут.П р и м е р 1. Для приготовления мембраны берут 8,01 г мембранной композиции (6 г ДБФ, 2 г ПВХ, 0,01 г нонактина) и 0,0072 г децилового спир та при соотношении компонентов, мас.ВМембранная композиция 99,915Дециловый спирт 0,085П р и м е р 2, Для приготовления мембраны берут 8,01 г мембранной композиции и 0,0004 г децилового спирта. 10Внесение малых навесок ПАВ осуществлялось следующим образом. Предварительно готовился раствор децилоцого спирта в ДБФ (концентрация 0,010), а затем уже бралась опреде 15 ленная навеска этого раствора, содерЗжащая необходимое количество децйлового спирта; ири соотношении компонентов,мас.Ъ:Мембранная композиция 99,995.Дециловый спирт . 0,005П р и м е р 3. Для приготовления мембраны берут 8,01 г мембранной композиции и 0,0140 г дащилового спирта при соотношении компонентов, мас.ЪМембранная композиция :99824Дециловый спирт 0,176П р и м е р 4. Для приготовления мембраны берут 8,01 г мембранной композиции и 0,0001 г децилового30спирта, Внесение малых навесок ПАВ осушествлялось как в примере 2, при соотношении компонентов, мас.Ъ:Мембранная композиция 99,999Дециловый спирт 0,001 35П р и м е р 5, Для приготовления мембраны берут 8,01 г мембраннойкомпозиции и 0,0200 г дециловогоспирта при соотношении компонентов, мас,Ъ; 40Мембранная композиция 99,754Дециловый спирт 0,246Для исследования пределов выполне- . ния электродной функции составляется ;гальванический элемент следуюшего вида:Ац(А 8 С 1,БНС 1 мембрана 0,01 М ИН 4 СЦ А 8 С 1 АЙ (1) Зависимость ЭДС этого элемента от 50 ,активности БН 4 С 1 в растворе можно вы;разить следукюцим образом:+ 218 ащН СРо где а 1 БНС 1 - среднеионная активность хлористого аммония;7 - 58 мВ при С щ 20 сС,Мембраны в примерах 1-3 проявляют практически полную аммонийную функцию в диапазоне концентраций 1 М -510 " М. Мембраны с содержанием ПАВбольшим, чем в примере 3 (пример 5)и меньшим, чем в примере 2 (пример4), а также известная мембрана,проявляют аммонийную функцию в болееузком интервале концентраций 0,25 ф 10 4 М.Селективность мембраны к иону аммония в присутствии посторонних катинов проверялась по методу биионных потенциалов, С этой целью измерялась ЭДС гальванического элемента,АкА 8 С 1,0,01 МС 1мембрана0,01 МБН С 1 А 8 С 11 А 8 (2)где МС 1 - КС 1, БаС 1, НС 1,В таблице представлены значениякоэффициентов селективности, вычисленные из измеренных значений ЭДСэлемента (2) для исследуемых мембран, а также для прототипа.Провели определение времени жизни электродов из мембран по примерам 1-3, т.е, времени, в течениекоторого сохраняются основные элект-фродные свойства. Все электроды сохраняли практически полную аммонийную Функцию в течение шести месяцевпребывания в растворе БН 4 С 1Диапазон выполнения аммонийной функцииэлектродами из мембраны по примерам1 и 3 в течение этого времени не изменился, а у электродов из мембранпо примеру 2 верхний предел выполнения аимонийной функции через шестьмесяцев несколько снизился (дою 0,8 М), Сходимость показаний отдельных электродов из мембран попримерам 1 и 2 со временем не изменилась (12 мВ), У электродов из мембраны по примеру 3 разброс значенийпотенциалов в одном и том же растворе увеличился с + 2 мВ до 5 мВ,Таким образом, для электродов смембраной состава, отвечаквего примеру 1, изменений электродных. характеристик не обнаружено. Это и даетоснование состав мембраны, соответствуквий содержанию децилового спирта 0,085, считать оптимальньак.1056031 Ю юВЮ ВФФ Пределы выполнения ам-монийиойфункции К ми-е ин М аИа м - к а еьеееееюеюВеавевФВ ЮВФ Ю Ю 4 В Ю 469 аюаВ ее Иэвестная мембрана 310 3 0,2 -510 4 И 1 10 Предлагаемая мембрана 1 102 310 3 1 510-4 И 110 " Закаэ 9290/34 . Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государстненного комитета СССРпо делаМ иэобретвний и открытий113035, Москва, 3-35, Рауюская наб., д. 4/5ЬвеЧЕевав Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Т. ДамешекРедактор Л. Гратилло Техред Т.фантаКорректорА. Ильин