Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия

СОЮЗ СОВЕТСКИХсавцламснижРЕСПУБЛИН З(5 У С 01 Н 27/30 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СТВ 4-,2 Бюл. В 42бев, С,А. Во, А.В. Богское свидетелл. СО 1 Н 27 05-12,50тальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СОСТАВ МЕИБРАНЫ .ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ЦЕЗИЯ, включающий мембракоактив ное вещество и органический раствори- тель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения селективности и расширения диапазона определяемых концентраций, в качестве мембраноактивного вещества используют цезиевуюь 1,4,7,10,13,21,24,27- октаокса,30-диазацикпотриаконтан- -14,17,31-34-тетрона, а в качестве органического растворителя - о -дихлорбензол при следующем соотношении компонентов, мас.Х: Цезиевая соль 1,4,7,10,13,21,24,27- -октаокса,30-диазо- циклотриаконтан,17,31,34-тетрон О, и -Дихлорбензол Ос1 11242Изобретение относится к Ьизикохимическому анализу и предназначено для потенциометрического анализа активности ионов цезия в водных растворах как в лабораторных, так и в промышленных условиях.Известен состав мембраны ионоселективного электрода на ион цезия, в котором мембрана приготовлена из осадков молибдофосфата цезия . . 0Электрод с таким составом мембраны имеет наклон калибровочного графика 24,5 мВ/РО при 25 С, что позволяет использовать его для измерения цезия в растворах только по методу стандартных добавок, т.е, для прямого потенциометрического анализа он не пригоден.Наиболее близок к предлагаемому состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов цезия, включающий мембраноактивное ве,щество и органический растворитель. Известный состав индикаторной мембраны ионселективных электродов для определения ионов К , ИН 4, Сз вклюФ + + чает соль тетрафенилбората, дибутилфталат и макроциклический комплексон,3, 1 1, 12-дибензо,4,7, 10, 13, 16- гексаоксациклооктафела,11-диен 23Недостаток электрода с таким составом жидкой мембраны в , сложность приготовления мембраны, Кроме того электрод недостаточночувствителен к иону цезия, особенио,иа Фоне ионов., калия и аммония, что не позволяет использовать этот электрод для определения ионов в присутствии сравнимых количеств ионов ИН и К , а также+имеет недостаточный диапазон опреде 40 ленных консентраций и высокое 108 Ом электрическое сопротивление, что не всегда позволяет применять отечественные рН-милливольтметры типа рН,Цель изобретения - повышение селективности и расширение диапазона45 определяемых концентраций.Поставленная цель достигается тем, что в составе мембраны ионоселективного электрода для определения ионов 0 цезия, включающем мембраноактивное вещество и органический растворитель, в качестве мембраноактивного вещества используют цеэиевую соль1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса,30- 5 диазациклотриаконтан,17,31,34- -тетрона, а в качестве органического растворителя - и -дихлорбензол при следующих соотношениях компонентов, мас.7,:Цезиевая соль1,4,7,10,13,21,24,27-октаокса,30-диаза- циклотриаконтан,17,31,34-тетрона 0,05-12,50-Дихлорбензол ОстальноеНа чертеже представлена калибровочная кривая ионоселективного электрода дляопределения ионов цезия на основе мембраны предлагаемого состава.Электрод с таким составом жидкой мембраны характеризуется высокой селективностью к ионам Сз. Экспериментально найденный ряд избирательности цезиевого электрода имеет вид:СзРЬ )К ) МН+НатСа+ Кроме того, этот электрод имеет высокую стабильность электродного потенциала во времени (дрейф потенциала составляет +1-2 мВ в сут и работает в области концентраций ионов цезия (0,5-2) 10 моль/л в интервале рН 1-8.Крутизна калибровочного графика составляет 545+О 1 мВ.Верхний предел концентрационного диапазона мембраноактивного вещест-. ,ва жидкой мембраны 1257 - предельная растворимость цезиевой соли макроциклического комплексона в неводном растворителе - ь -дихлорбензоле, нижний предел 0053 - предельное электрическое сопротивление жидкой мембраны толщиной 1 мм ("1 О Ом), позволяющее использовать практически все серийные отечественные рН-милли- вольтметры.Готовят жидкую мембрану Сз -электрода следующим путаю.Аналитическую навеску макроциклического комплексона растворяют в хлороформе. Полученный раствор помещают в делительную воронку с водным раствором соли (объемы неводной и водной фаз берут в отношении 1: 1) и экстрагируют в течение 10-15 мин. После этого экстракт, содержащий цезиевую соль макроциклического комплексона, отделяют от водной среды, упаривают на воздухе и полученный осадок определенной навески растворяют в и-дихлорбенэоле.Электрод с жидкой мембраной такого состава позволяет определять концентрации ионов Сз в сложных по4,96 1021.10 104,98 10 -1,78 10 3 5 10 10 табл,1. н Таблица 2 ктивные отходы) Оп ение цезия в сложных водных раствора и Концентрация Сафленная с помощьюрода по предлагатаву, мольл Прим онцентрация Сзф,пределенная атомо-абсорбционнымпособом, моль/л нтрация мех ионов, моль/ снредезф электому сос- ф 21 О,8 10 0 з С 10 10 4 1 О С 3 112421составу водных растворах, Определению не мешают 100-150-кратные избытки ионов КН 4+, К+, РЬ+ и 500-кратныеизбытки ионов Са+, Ре+ .П р н м е р 1. Определение цезияв чистых растворах.Пипеткой отбирают 5 мп анализируемой пробы и помещают в стакан емкостью 25 мл. Ионоселективный электрод с жидкой мембраной состава,мас.%: цезиевая соль макроциклического комплексона 0,05 и м -дихлорбензол 90,95 и стандартный электрод(хлорсеребряный) погружают в анализируемый раствор. Через 1-2 мин по величине ЭДС (Е) по калибровочному графику (см.чертеж) определяют концентрацию ионов цезия.П р и м е р 2. Жидкую мембрануготовят на основе состава, мас.%:цезиевая соль макроциклического комплексона 5 и я-дихлорбензола 95. Цезийопределяют аналогично примеру 1.П р и м е р 3, Жидкую мембрануготовят на основе состава, мас.%:цеэиевая соль макроциклического комплексона 12,5 и -дихлорбензола 87,5,Цезий определяют аналогично примеру 1,Данные примеров 1-3 сведены в р и м е р 4, Определение цезия ких радиоактивных отходах,Жидкую мембрану готовят аналогичимерам 1-3. 5 4Данные представлены в табл. 2.Электродные характеристики предлагаемого состава мембраны подтверждаются экспериментальными данными, представленными в табл. 3.Таблица 1 Определение концентрации ионов цезияв водных растворах Предлагаемый состав мембраны имеет повышенную селективность и характеризуется расширением диапазона измеряемых концентраций по сравнению с прототипом, что позволяет использовать его для потенциометрического анализа сложных по составу цезийсодержащих водных растворов, в том числе и жидких радиоактивных отходов,1124215 Т а блица 3 Сравнительные данные по определению цезия электродом по предлагаемому способу мембраны и электродом-прототипом+Определение Сз мембранойпрототипом Определение С в+предлагаемой мембраной Анализируемый раствор шибка аналиа, Е Опвбка анализа, 3 8,4 1,0 103,2 0,6 1,2 10 1,1 10 Св 5 1 О К 0,8 200 Составитель Г. ДамешекРедактор Л. Пчелинская Техред Л.Коцюбняк Корректор М. Максимишинец Заказ 8271/33 Тираж 822 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Среднее эначение иэ 5-тиизмерений,моль/л 5110 Св+ + 5 10- К+ 4,98 10.5 1 ОСз+ + 2 10-ф Са+ 4,97 1 О Среднее значение из 5-тиизмерений,мол/л 5,95 10 1,0210 2,75 10