Внутренний раствор электрода сравнения для иодометрического определения активности ионов хлора

,БО 1009210 па С О 1 и 27/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИЯ 45-3,5 альное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 15.08.86. Бюл. У 30 (71) Всесоюзный научно-исследова,тельский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей природно среды в угольйой промышленности (72) Г,А.Прохоров, Н.А.Колобов, Л,Ю.Хомутова, Б.Б.Немковский и Ю.П.Величенко(54) ВНУТРЕННИЙ РАСТВОР ЭЛЕКТРОДОВ СРАВНЕНИЯ ДЛЯ ИОДОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИОНОВ ХЛОРА (57) Внутренний раствор электрода сравнения для иодометрического определения активности ионов хлора на основе натрия хлористого, натрия иодистого и йода, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет . увеличения устойчивости внутреннего раствора, ингредиенты взяты в следующих количествах, г/л:Натрийхлористый 11,23-12,17Иод 0,85-2, 14Натриййодистый 3, 1Вода Ост21 О 2электрода уравнения для иодометрического определения активности ионов СФ на основе натрия хлористого, натрия иодистого и йода, ингредиенты взяты в следующих количествах, г(лфНатрийхлористый 11, 23-12, 17Натрийиодистый 3,45-3,51Иод 0,35-2, 14Вода ОстальноеКонцентрация иода и иодида во внутреннем растворе выбрана на основании экспериментальных исследований зависимости рабочих характеристик электродов сравнения от состава внутреннего раствора с учетом того, что соотношение иода и иодида во внутреннем растворе может изменяться в пределах, обуславливающих концентрацию по активному хлору 0,1-6 мг/л (в пересчете на величину ЭДС измерительной системы 0-50 МВ).При введении иода и иодида во внутренний раствор на платиновом элементе возникает окислительно-восстановительный потенциал, величина которого определяется уравнением:2 3 КТ ГЕг 1Е=Е + 2 Р Я 1009 15 где Ео Т 1 21 Целью изобретения является повышение точности измерения за счет увеличения устойчивости внутреннего55 раствора,Цель достигается тем, что в известном составе внутреннего раствора Изобретение относится к химическим соединениям, конкретно к внутренним растворам электродов сравнения, которые могут быть использованы в редоксометрических приборах 5для определения концентрации остаточного активного хлора методом иодометрии на водопроводных станциях, вплавательных бассейнах, очистных сооружениях и т.д. ОИзвестен внутренний раствор, используемый для заполнения натрийселективных электродов типа ЭСЛ-04,содержащий О, 1 г-экв/л водного раствора хлористого натрия и служащийдля внутреннего заполнения электродов сравнения при определении концентрации остаточного активногохлора.Однако при таком составе внутреннего раствора электрода сравненияЭДС измерительной электродной системы являетсяслишком высокой ( 300 МВ),а температурный коэффициент составляет 0,6 МВ/град. Это не позволяет 25с необходимой точностью скомпенсировать ЭДС для получения объективныхи надежных данных о концентрации остаточного активного хлора в воде.Наиболее близким по технической 30сущности и достигаемому результатуявляется внутренний раствор электрода сравнения для иодометрическогоопределения активности ионов СГ,состоящий из натрия хлористого,натрия иодистого и иода соответственно, г 2 л: 11,7, 1,87, 0,34.Однако этот состав, обладая необходимой стабильностью во времени,не,обеспечивает устойчивость внутреннего раствора к изменению температуры, что обуславливает значительныйразброс электродных потенциалов, таккак в процессе изготовления электродов внутренний раствор подвергается 5неоднократному нагреванию и охлажде. нию. При этом наблюдается значительный разброс величин начальной ЭДС,измерительной электродной системы,снижается точность измерения, затруд Оняется эксплуатация электродов иприборов, в которых они используются. стандартный электродный потенциал,универсальная газовая постоянная,абсолютная температура пошкале Кельвина,число фарадея,концентрация иода,Е 1 - концентрация иодид-ионов.Если изменять концентрацию иода и иодида при постоянстве соотношения Е 21/ 1 Е Д , то электродный по 3тенциал остается неизменным, а следовательно, будет соблюдаться условие обеспечения интервала концентраций по хлору О, 1-6 мг/л.Изменение концентрации иода и иодида во внутреннем растворе при постоянстве соотношения 1121/ 1 1 и экспериментальная оценка рабочих характеристик электродов, изготовленных на базе этого раствора, в зависимости от его количественного состава позволили выбрать оптимальное содержание составляющих компо" нентов, обеспечивающее повышение устойчивости внутреннего размера,1 О Иод Натрийиодистый Натрий Состав хлористый 35 1 (прототип) 400,34 11,7 1,87 11,3 3,51 0,35 3,48 1,02 11,7 3,45 2,14 11,9 Растворы готовились путем последовательного растворения в дистиллированной воде указанных количеств составляющих компонентов. Полученными растворами заполнялись стеклянные электроды, где в качестве активной поверхности использовалось стекло с натриевой функцией, а внутренним элементом являлась платина. После Дальнейшее увеличение концентрации иода и иодида является нецелесообразным, поскольку не приводит к повьппению стабильности раствора и не улучшает работу изготовленных на его базе электродов. А уменьшение зих концентрации снижает устойчивость внутреннего раствора и ухудшает электродные характеристики.Предложенный количественный сос,тав внутреннего раствора обеспечивает необходимую устойчивость этого раствора при его хранении и к изменению температуры (при изготовлении 15 электроды подвергаются воздействию высоких температур). Это обуславливает стабильность электродного потенциала в течение длительного времени, дает воэможность изготовить 20 электроды с заданной величиной потенциала, обеспечивая незначительный разброс величин потенциалов электродов с одним внутренним заполнением, вследствие чего повьппается 25 точность измерения остаточного активного хлора.Для оценки свойств внутреннего раствора предлагаемого состава в сравнении с известным были приготов- р лены растворы, содержащие, г/л:мембрана, Н Ф 1 з. РИа, - Р 1обратимая ф Гк Ма РС , Иа 1, внутренний растворизмеряемыйраствор. Измеряемый раствор содержал фоновый электролит, включающий натрий хлористый 11,7 г/л, калий иодистый л 0,83 г/л, калий фталевокислый кислый1,02 г/л, а также иод - 1 мг/л в пересчете на активный хлор.Измерение осуществлялось с помощью высокоомного преобразователя П 201.Для оценки стабильности электродсного потенциала проводилось наблюдение за изменением во времени ЭДС измерительной системы при различном количественном составе внутреннего раствора электрода сравнения. Из каждой партии проверялось 4 электрода, Полученные данные приведены в табл. 1.Измерение во времени ЭДС электродной системы при различном количественном составе внутреннего раствора.Из таблицы видно, что составы 2, 3, 4 обеспечивают стабильность электродного потенциала, его изменение за 60 сут для всех испытуемых электродов не превышает 2 мв, При заполнении электродов составом 1 дпя электродов 1, 2, 3 электродный потенциап стабилен во времени: изменение за 60 сут - не более 3 МВ, Однако . потенциал электрода 4 значительно изменился во времени: за 60 сут в . до 57 ИВ. этого электроды герметично эапаивались, Для испытаний изготовлялись несколько партий электродов по 10 штук в каждой партии, заполненных внутренним раствором различного количественного состава. Электроды одной партии заполнялись одним и тем же внутренним раствором.Оценка характеристик изготовленных электродов (стабильность, воспроизводимость электродного потенциала, точность измерения хлора) производилась на основании измерения ЭДС электродной системы: индикаторный платиновый электрод - стеклянный электрод сравнения, заполненный испытуемым раствором:Й табЛ. 2 приведены результать 1 изменения ЭДС электродной систею 1 при заполнении электрода сравнения испытуемым раствором состава 1, 2, 3, 4. Из каждой партии с одинаковым внутренним заполнением проверялось по 10 электродов. Для оценки разбросавеличин электродных потенциалов для каждой партии электродов рассчитывалось среднеквадратичное отклонение Б 10 15Величины ЭДС измерительной электродной системы и значения среднеквадратичного отклонения 8 внутри каждой партии электродов сравнения при различном количественном составе внутреннего раствора нескольких партий.Из табл. 2 видно, что составы 2-4 обесйечивают значительно меньший разброс величин электродных потен- д 5 циалов по сравнению с составом 1Для составов 2-4 величина среднеквадратичного отклонения составляет 1 ИВ, тогда как для состава 1 она равна 11 ИВ.Определение остаточного хлора проводилось методом иодометрии, в основе которого лежит реакция взаимодействия иодида с остаточным активным хлором, проходящим при избытке иодида со 100% выходом иода35 21 + СУ - ф" 1 + 2 С 2 Иодйд вводится в анализируемую пробу в составе фонового электро 40 лига. Количество выделившегося в реакции иода эквивалентно количеству активного хлора, поэтому по измерению концентрации иода можно определить концентрацию остаточного актив 45 ного хлора в анализируемой пробе. Концентрацию иода определяют по измерению ЭДС вышеописанной электродной системы, величина которой находится в логарифмической зависимости от концентрации выделившегося иода, а следовательно, и активного хлора,Результаты измерения хлора сравнивались с данными стандартного метода, проводимого согласно ГОСТ 18190-72. Рассчитывалось относительное расхождение между двумя методами.Из каждой партии испытывалось по 5 электродов и определялось среднее расхождение для каждой партии электродов.Количество хлора в анализируемой воде варьировалось, хлорирование воды осуществлялось с помощью гипохлорита натрия.Полученные данные приведены в табл. 3.Из табл. 3 следует, что точность определения остаточного хлора при заполнении электродов сравнения составами 2-4 примерно в 3 раза выше, чем при использовании состава 1. Среднее относительное расхождение для партии из 5 электродов составляет для составов 2, 3, 4: 3,0; 2,9, 2,7% соответственно, в то время как для состава 1 оно равно 8,3%. Причем точность измерения для отдельных электродов партии при использовании составов,".,3,4 в основном одинакова. При использовании состава 1 для электродов 1, 2, 3 (т.е. 60% общего количества электродов в партии) точность измерения не хуже, чем при заполнении электропрв составили 2, 3, 4 в то же время для электродов В 4, 5 ( " 40% общего количества электродов в партии) точность измерения значительно ниже. Таким образом, предлагаемый состав обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с противопоставляемым материалом, упрощает эксплуатацию электродов сравнения и прибора в целом за счет увеличения устойчивости внутреннего раствора.+ 1аа В Щ О е Л ае" М фф + ++ оВсч ме+ + фб мО РВ ай о+ + о о еч о ф уа а Ф ФФ о о л сч и 1 оФ ов ОО л м е м и 1 о и 1 Ф В 1 1о и оФ фЭ о м о о в л иъ иъ о а о сч и е - и 1 а 1о о м о