Elektroda jonoselektywna do oznaczania stężenia jonów renianowych Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku



Pobieranie 66.6 Kb.
Data09.05.2016
Rozmiar66.6 Kb.
Elektroda jonoselektywna do oznaczania stężenia jonów renianowych

Opis wynalazku


Przedmiotem wynalazku jest elektroda jonoselektywna przeznaczona do oznaczania stężenia jonów renianowych (VII), ReO4-, w roztworach wodnych, której użycie może skutecznie skrócić czasochłonne i kosztochłonne analizy miareczkowe oraz analizy spektrofotometryczne. Elektroda jonoselektywna przeznaczona do oznaczania stężenia jonów renianowych (VII), ReO4-, w roztworach wodnych ponadto wyklucza użycie do oznaczeń kosztowej specjalistycznej aparatury pomiarowej tj.: absorpcyjnej spektrometrii atomowej ASA, czy też technik z użyciem emisyjnej spektrometrii atomowej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie ICP-AES. Elektroda jonoselektywna według wynalazku umożliwia prosty pomiar stężenia jonów renianowych (VII) i nie wymaga do obsługi wysoko wyspecjalizowanego personelu.

Elektroda jonoselektywna według wynalazku do oznaczania jonów renianowych (VII) składa się z korpusu wewnętrznego, elektrolitu wewnętrznego i korpusu zewnętrznego z zamocowaną ciekłą membraną jonoselektywną w formie dysku wykonanego z wysokocząsteczkowego PCW z dodatkiem ftalanu di-oktylu jako plastyfikatora, zawierającą związek potencjałotwórczy (jonofor), jako zmodyfikowany p-tert-butylkaliks[4]aren - 5,11,17,23-tert-butyl-25,26,27,28-(N,N-dietylo-2-karbamoilometoksy)kaliks[4]aren. Zastosowany jonofor posiada lipofilowy charakter i może być wykorzystywany do ekstrakcji ciecz-ciecz jonów renianowych (VII) z rotworów wodnych, przy jednoczesnej dyskryminacji innych jonów, w tym o podobnej geometrii (jak anion siarczanowy (VI)) (N. J. Wolf, E. M. Georgiev, A. T. Yordanov, B. R. Whittlesey, H. F. Koch, D. M. Roundhill, 1999, Synthesis and crystal structures of lower rim amine and carbamoyl substituted calixarenes as transfer agents for oxyanions between an aqueous and a chloroform phase Polyhedron 18, 88). Lipofiolowy charakter, selektywność oraz szybkość i odwracalność wiązania jonu renianowego (VII) stanowią o możliwości stosowania związku jako jonoforu.


W 1909 roku polski fizyk, profesor chemii fizycznej i elektroniki Politechniki Lwowskiej, profesor Zygmunt Klemensiewicz zaprezentował pierwszą membranową elektrodę jonoselektywną - elektrodę szklaną. Przeznaczona do pomiarów pH, składała się z cienkiej szklanej bańki (grubości około 50-300 µm), wewnątrz której znajdowała się elektroda wyprowadzająca zanurzona w wewnętrznym roztworze o stałym składzie.
Pierwszą elektrodą jonoselektywną działającą z udziałem membrany polimerowej z PCW była opisana w 1967 r. w pracy (Z. Štefanac, W. Simon, 1966, A highly selective cation electrode system based on in vitro behavior of macrotetrolides in membranes, Chimia, 20, 436) elektroda selektywna względem jonów K+, wykorzystująca naturalnie występujący cykliczny depsypeptyd (peptyd, w którym jedno lub więcej wiązań amidowych zostało zastąpionych wiązaniami estrowymi) - walinomycynę. Związek ten znany był z udziału w przenoszeniu jonów potasowych w procesach biochemicznych i dał początek elektrodom budowanym z udziałem jonoforów - substancji będących nośnikami jonów.

Pierwsze elektrody jonoselektywne wykorzystywały poznane związki naturalne - m.in. nonaktynę monaktynę jako cząsteczki przenoszące jony NH4+. Obecnie przy projektowaniu elektrod jonoselektywnych stosowane są syntetyczne jonofory tj.: makrocykliczne etery koronowe, sferandy, podandy, kryptandy


W literaturze opisano kilka procedur oznaczania spektrofotometrycznego stężenia jonów renianowych. Procedura opisana przez Kenna (B. T. Kenna, 1961,
A Spectrophotometric Determination of Rhenium, Anal. Chem. 33, 1130) polegała na wytworzeniu barwnego kompleksu z dimetyloglioksymem (DMG) i pomiarze absorbancji pomarańczowego roztworu przy 520 nm. Próbkę oznaczanego roztworu renianu (VII) uzupełnia się chlorkiem cyny (II) i dodaje etanolowy roztwór DMG, a następnie zakwasza stężonym kwasem solnym. Stężenie renianów (VII) wg tej metody można oznaczyć powyżej 1 p.p.m., krzywa kalibracji wykazuje liniowość powyżej 50 ppm, a nieliniowy przebieg przy niższych stężeniach nie przeszkadza w stosowaniu metody.
Natomiast J. Guyon, R. K. Murmann, (1964, Spectrophotometric Determination of Rhenium Using syn-Phenyl-2-pyridyl Ketoxime. Anal. Chem. 36, 1058). proponowali metodę z wykorzystaniem ketonu fenylowo-2-pirydylowego. Barwny kompleks tworzony jest w obecności jonów cyny (II), w kwasowym środowisku wodno-alkoholowym. Otrzymano granicę oznaczalności 1 ppm, a jonami interferującymi są: Ca2+ (możliwość ograniczenia przez dodatek EDTA), NCS- (ograniczenie interferencji przez ogrzewanie z nadtlenkiem alkalicznym) oraz MoO42-. Pomiary wykonuje się przy długości fali 510nm.

Alternatywą dla metod związanych z wykorzystaniem cyny (II) i ekstrakcją bądź oznaczaniem barwnych związków oraz stosowania zasadowych pigmentów (jak zieleń brylantowa) jest metoda opisana przez D. T. Burns, M. S. El-Shahawi, M. J. Kerrigan, P. M. T. Smyth (1996, Spectrophotometric determination of rhenium as perrhenate by extraction with amiloride hydrochloride, Anal. Chim. Acta 322, 107) polegająca na ekstrakcji jonów renianowych (VII) chlorowodorkiem amilorydu. Sprotonowana para jonowa renian (VII) – amiloryd ekstrahowana jest z roztworu wodnego do 4-metylo-2-pentanonu, a następnie oznaczana spektrofotometrycznie przy 362 nm. Metodę wykorzystano do oznaczenia stężenia jonów renianowych (VII) w próbkach katalizatorów osadzonych na aluminiowych oraz węglowych nośnikach. Uzyskano wyniki zgodne z wynikami uzyskanymi na drodze innych metod. Liniowy zakres kalibracji określono na zakres 0 - 3 ppm. Znaczne interferencje powodowane są przez jony ClO4-, I- oraz IO4-, inne jony nie powodują zakłóceń oznaczeń.

W pracy A. G. Fogg, A. A. Al-Sibaai (1976, Ion-Selective Electrode for the Determination of Perrhenate Based on Brilliant Green Perrhenate, Anal. Lett. 9, 39) opisano stosowanie kilku pigmentów, m.in. Zieleni brylantowej (zieleni S, barwnika smołowego), rodaminy B (barwnika fluoronowego) lub fioletu metylowego i safraniny T do ekstrakcji oraz spektrofotometrycznego oznaczania jonów renianowych (VII). Ze względu na pełną ekstrakcję oznaczanego jonu do benzenu za pomocą zieleni brylantowej, została ona wykorzystana do zbudowania elektrody jonoselektywnej do oznaczania jonów renianowych VII. Roztwór jonoforu uzyskano poprzez ekstrakcję roztworu soli renianu (VII) potasu oraz zieleni brylantowej, z buforowanego roztworu (pH 6), do o-dichlorobenzenu. Jako matrycę membrany wykorzystano kauczuk, który nasączano roztworem jonoforu przez 12 godzin. Kontakt z membraną zapewniono z wykorzystaniem pręcika grafitowego. Celem zapewnienia stabilnego odczytu potencjału, membranę kondycjonowano w wodnym roztworze renianu (VII) potasu. Uzyskano odpowiedź bliską równaniu Nernsta w zakresie 10-5 – 10-2 M. Stwierdzono brak wpływu obecności buforu na nachylenie odpowiedzi, a jedynie na wartość potencjału. Trwałość membrany określono na 4 tygodnie.

W pracy “A new liquid membrane electrode for the selective determination of perrhenateS. S. M. Hassan, M. A. Hamada, Talanta 35 (1988), 361 opisano alternatywne podejście zakładające wykorzystanie renianu (VII) nitronu do selektywnego transportu jonów renianowych (VII) przez membranę. Renian (VII) nitronu otrzymano poprzez zmieszanie renianu (VII) amonu z nadmiarem stechiometrycznym octanu nitronu, a następnie odsączenie strąconego szarego osadu, jego odmycie wodą i osuszenie w 80°C. Drobno utarty związek posłużył jako jonofor, po rozpuszczeniu w nitrobenzenie. Elektrodę jonoselektywną zbudowano wykorzystując komercyjną elektrodę z membraną mikroporowatą (Orion Model 92, ThermoScientific, USA). Jako elektrolit wewnętrzny wykorzystano równe objętości roztworów chlorku sodu i renianu (VII) amonu, o stężeniach 10-2 M. Elektrodę kondycjonowano przez 24 h poprzez zanurzenie membrany w 10-3 M roztworze renianu (VII) amonu. Przechowywanie elektrody odbywało się poprzez zanurzenie w tym samym roztworze. Zaprezentowano następujący schemat ogniwa pomiarowego:

Ag-AgCl | 10-2 M NH4ReO4 + 10-2 M NaCl | 10-2 M renian (VII) nitronu w nitrobenzenie || membrana mikroporowata | badany roztwór ReO4- | Ag-AgCl (elektroda porównawcza)

Otrzymano odpowiedź bliską równaniu Nernsta w zakresie 3x10-5 - 10-2 M renianu (VII), dla pH 3 - 8. Większość jonów (m.in. Cl-, Br-, SO42-, CH3COO-) nie powodowała interferencji, które stwierdzono tylko w przypadku ClO4- oraz IO4-. Wykorzystując krzywą kalibracji wykonano pomiary roztworów o znanych stężeniach, otrzymując średni odzysk 98,7 %. Czas potrzebny na ustabilizowanie odczytu SEM wynosi 50 - 80 sekund, stabilność membrany - 6 tygodni.

W publikacjach niepatentowych i opisach patentowych znane są inne próby otrzymania jonoselektywnych elektrod do jonów renianowych VII (Golubev, V. N.; Filatova, T. A. Selective perrhenate electrode with a liquid ion exchange; Elektrokhimiya, 1974, 10/7, 1123-5; Zarinskii et al., Second Symposium on Ion-Selective Electrodes, 1976, E. Pungor and I. Buzas, editors, (pub. 1977), pp. 245-253 [Chem. Abst. 88,98595n (1978)], "New Liquid State Membrane Electrodes for Rhenium(VII) and Gold(I,III) Based on Ion-Associated Systems"; Peng Lusheng Determination of rhenium with a perrhenate-ion-selective electrode, Chinese Journal of Analytical Chemistry 1982-02, Pan, Jinghao; Hao, Fuwen; Wang, Weixing; Wang, Heping PVC matrix membrane perrhenate (ReO4-) ion-selective electrodes prepared with basic dyes - effect of basic dye structures on performance of the perrhenate electrode Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao 1984, 4, 473-6; Mansurov, M. M.; Urmanov, E. G.; Semenova, G. L.; Lugovenko, A. N Film-type perrhenate-selective electrode, Zhurnal Analiticheskoi Khimii, 1991, 46/7, 1325-9Yakubov, Kh. M.; Mansurov, M. M.; Semenova, G. L.; Pendin, A. A, Composition for ion-selective electrode membrane for determination of perrhenate ions, Patent No. SU 1075136; Feb 23, 1984.

Znanych jest kilka polskich wynalazków dotyczących istoty elektrod jonoselektywnych: wynalazek opisany w PL 103218 dotyczy oznaczania stężenia jonów siarczanowych, wynalazek PL 183500 dotyczy czujnika potencjometrycznego do oznaczania kationów wapniowych, natomiast wynalazki PL 93711, PL86479, PL 196296 dotyczą różnych konstrukcji elektrod jonoselektywnych i sposobów ich wytwarzania.

Elektroda według wynalazku posiada stałą membranę jonoselektywną.

Celem wynalazku jest sposób wytwarzania elektrody jonoselektywnej do oznaczania stężenia jonów renianowych (VII).


Elektrodę jonoselektywną do oznaczania stężenia jonów renianowych (VII) i sposób jej wytwarzania według wynalazku ilustruje podany niżej przykład wykonania i przykład wykonania na rysunku, który przedstawia elektrodę jonoselektywną w przekroju podłużnym oraz elementy z których została wykonana.

1. Budowa elektrody

Elektrodę zbudowano ab initio wykorzystując elementy dopasowane przedstawione na rys.1:



Rys. 1. Elementy budowy elektrody jonoselektywnej



A - korpus wewnętrzny w postaci szklanej rurki ze szlifem (kolor jasnoszary) posiadający drut srebrny przyklejony za pomocą kleju cyjanoakrylowego

B - korpus zewnętrzny w postaci szklanej rurki ze szlifem (kolor jasnoszary)

C - korek z PCW, z wywierconym koncentrycznie otworem o średnicy 3 mm, dopasowany kształtem do dolnej części korpusu wewnętrznego B

D - membrana jonoselektywna

    1. Korpus elektrody

Drut srebrny (φ = 2 mm, próba 925) z przylutowanym kablem zakończonym złączem BNC (dopasowanym do gniazda jonometru) umocowano w otworze górnej części elektrody za pomocą kleju cyjanoakrylowego, pozostawiając 2cm drutu na zewnątrz, do kontaktu z elektrolitem wewnętrznym. Wystającą część drutu Ag zwinięto w kształt spirali i pokryto elektrolitycznie warstwą nierozpuszczalnego chlorku srebra. W tym celu drut srebrny przed pokryciem elektrolitycznym zanurzono w stężonym kwasie azotowym, po czym opłukano wodą destylowaną. Następnie wykonano elektrolizę w poniższym układzie:

- Anoda - drut Ag (próba 925)

- Katoda - drut Pt (próba 999,99)

- Roztwór - 0,1M NaCl, pH 11 (dodatek stałego NaOH)

- Prąd - 5-10 mA, 30 minut

Powyżej opisany górny element elektrody (element A, rys. 1) przytwierdzono do dolnego (element B, rys. 1) za pomocą kleju epoksydowego. U dołu elektrody umieszczono dopasowany korek z PCW z wywierconym centrycznie otworem o średnicy 3 mm (element C, rys. 1). Szczelność układu zapewniono klejem cyjanoakrylowym. Korek C posłużył jako gniazdo dla membrany jonoselektywnej W elektrodzie według wynalazku membrana jonoselektywna jest usytuowana na powierzchni czołowej korka C w korpusie zewnętrznym B. Jako elektrolit wewnętrzny elektrody zastosowano wodny roztwór 0,1M renianu (VII) amonu oraz 0,1M chlorku sodu w stosunku 1/1 (v/v). Potencjał tak skonstruowanej elektrody jonoselektywnej mierzy się według chlorosrebrowej elektrody odniesienia z podwójnym kluczem elektrolitycznym. Poniżej przedstawiono schemat otrzymanego ogniwa, dla układu z elektrodą odniesienia - chlorosrebrową z podwójnym kluczem elektrolitycznym:



Ag-AgCl(s) | NaCl + NH4ReO4 (aq) || Membrana jonoselektywna || r-r badany || KCl || KCl | Ag-AgCl(s)

1.2. Otrzymanie membrany D

Membranę otrzymano poprzez rozpuszczenie w 5 cm3 czterohydofuranu: 0,330g PCW (S-76, produkt specjalny firmy Anwil o zmniejszonej zawartości monomeru), 0,660g plastyfikatora (ftalan di-oktylu) oraz 0,010 g (10 mg) syntezowanego jonoforu: 5,11,17,23-tert-butyl-25,26,27,28-(N,N-dietylo-2-karbamoilometoksy)kaliks[4]arenu. Po wymieszaniu, klarowny roztwór wlano do niskiego naczynia o płaskim dnie i średnicy 100 mm. Naczynko przykryto papierem i obciążono, aby zapewnić powolne parowanie w temperaturze pokojowej. Po 3 dniach uzyskano przezroczystą membranę o średniej grubości 190 μm, z której wycięto mniejsze membrany o średnicy 5 mm. W celu zamontowania membrany jonoselektywnej krawędzie korka z PCW (element C na rys.1) z wywierconym otworem o średnicy 3 mm zwilżono tetrahydrofuranem, a następnie nałożono wycięty fragment membrany korzystnie w formie dysku o średnicy 5 mm (element D rys.1). Powierzchniowe rozpuszczenie obu elementów, a następnie odparowanie rozpuszczalnika korzystnie w temperaturze otoczenia zapewniło prawidłowe, szczelne umocowanie membrany.

Syntezę jonoforu użytego do otrzymania membrany przeprowadzono w dwóch etapach.
W etapie pierwszym zsyntezowano p-tert-butylkaliks[4]aren zgodnie z opublikowaną procedurą (M. Makha, C. L. Raston, B. W. Skelton, A. H. White, 2004, A more benign approach to the synthesis of calixarenes Green. Chem. 6, 158). Wykorzystanie tej metody pozwoliło na wykluczenie rozpuszczalników organicznych, potrzebnych przy stosowaniu klasycznej syntezy i wymagającej m.in. eteru difenylowego, octanu etylu i toluenu. Syntezę wykonano korzystnie w autoklawie do wysokociśnieniowych syntez solwotermalnych (Berghof BR-25), zaopatrzonym w mieszadło magnetyczne oraz wlot gazu.

Mieszaninę 1,0 g (0,033 mol) 4-tert-butylfenolu oraz 3,1 cm3 37% formalehydu (0,041 mol) ogrzano w reaktorze Berghof BR-25 do temperatury 130°C. Do mieszaniny wprowadzono 6 cm3 0,1 M roztworu wodorotlenku potasu (5,94∙10-3 mol, stosunek molowy wodorotlenek potasu / 4-tert-butylfenol = 5,55:1) po czym ogrzano zawartość do 200°C i zapewniono silny strumień azotu, usuwający wodę z nad powierzchni roztworu. Reakcję prowadzono przez 60 minut. Otrzymane ciało stałe o jasnożółtej barwie utarto na proszek, a następnie ogrzewano w obojętnej atmosferze (N2) w 200°C, zapewniając mieszanie przez 60 minut. Surowy produkt zadano mieszaniną 60 cm3 metanolu i kwasu solnego (1M), 1:1 v/v. Intensywnie mieszanie przez 60 minut, zapewniło odmycie katalizatora i nieprzereagowanych substratów. Odmyty surowy produkt odsączono i wysuszono na powietrzu. P-tert-butyl-calix[4]aren otrzymano poprzez wytrącenie korzystnie z acetonu (ok. 60 cm3), następnie odwirowano i wysuszono (100°C, 6 h). Otrzymano 0,3017 g produktu (wydajność reakcji - 6%).

Strukturę p-tert-butyl-calix[4]arenu potwierdzono za pomocą techniki 1H NMR. Widmo 1H NMR wykonano na aparacie Bruker DRX 300 w Zakładzie Chemii Organicznej Politechniki Wrocławskiej.

1H NMR(CDCl3): δ 1,35 (s, 36H, t-Bu), 3,60 (d, 4H, Ar-CH-Ar),
4,47 (d, 4H, Ar-CH-Ar), 7,28 (s, 8H, ArH).

W drugim etapie zmodyfikowano otrzymany p-tert-butylkaliks[4]aren. Modyfikację, polegającą na wprowadzeniu ugrupowań amidowych poprzez eteryfikację grup hydroksylowych p-tert-butylkaliks[4]arenu, prowadzono zgodnie z procedurą opisaną przez Wolfa (N. J. Wolf, E. M. Georgiev, A. T. Yordanov, B. R. Whittlesey, H. F. Koch, D. M. Roundhill, 1999, Synthesis and crystal structures of lower rim amine and carbamoyl substituted calixarenes as transfer agents for oxyanions between an aqueous and a chloroform phase Polyhedron 18, 88), a schemat przedstawiono na rys 2.



Rys.2. Schemat reakcji modyfikacji p-tert-butylcalix[4]arenu.

100 mg (0,153 mmol) p-tert-butylcalix[4]arenu, 100 mg (0,667 mmol) jodku sodu oraz 0,533 g (3,867 mmol) węglanu potasu zawieszono w 10 cm3 bezwodnego acetonu. Do mieszaniny wprowadzono 0,122 cm3 (0,77 mmol) 2-chloro-N,N-dietyloacetamidu i ogrzewano z mieszaniem korzystnie w reaktorze Berghof BR-25 , przez 120 godzin w temperaturze 60°C. Mieszaninę ochłodzono do temperatury pokojowej i przesączono. Acetonowy przesącz odparowano do sucha, na powietrzu, w temperaturze pokojowej, pozostałość rozpuszczono w dichlorometanie i wytrząsano z 10 cm3 0,1 M kwasu solnego. Warstwę organiczną oddzielono i osuszono nad bezwodnym siarczanem sodu i ponownie odparowano do sucha, na powietrzu, w temperaturze pokojowej Surowy produkt przekrystalizowano korzystnie z gorącego metanolu, otrzymując bezbarwne kryształy, które w kontakcie z powietrzem zyskały żółty kolor. Otrzymano 35 mg produktu
(5,11,17,23-tert-butyl-25,26,27,28-(N,N-dietylo-2-karbamoilometoksy)kaliks[4]arenu, wydajność reakcji - 35%), który posłużył jako substancja potencjałotwórcza (jonofor).

Strukturę 5,11,17,23-tert-butyl-25,26,27,28-(N,N-dietylo-2-karbamoilometoksy) kaliks[4]arenu potwierdzono za pomocą techniki 1H NMR. Widmo 1H NMR wykonano na aparacie Bruker DRX 300 w Zakładzie Chemii Organicznej Politechniki Wrocławskiej.



1H NMR(CDCl3): δ 1,16 (36H, t-bu; 12H, CH2CH3), 1,33 (t, 12H, 12H, CH2CH3), 3,26 (8H, CH2CH3, 4H, ArCH2Ar), 3,40 (q, 8H, CH2CH3), 4,12 (d, 4H, ArCH2Ar),
4,56 (s, 8H, OCH2), 6,99 (s, 8H, ArH).

Działanie elektrody jonoselektywnej według wynalazku, polega na wykazywaniu różnicy potencjałów ładunków elektrycznych badanego roztworu zawierającego jony renianowe (VII) względem chlorosrebrowej elektrody odniesienia.

Zastosowanie elektrody jonoselektywnej do bezpośredniego oznaczenia jonów w roztworze wodnym pozwala na oznaczenie zawartości jonu renianowego (VII) w tym roztworze, w zakresie stężeń od 0,7 do 100 ppm.

Zaletą elektrody według wynalazku, jest to, że wykazuje ona bardzo dobrą stabilność potencjału standardowego, krótki czas odpowiedzi i długi czas życia. Do zalet zaliczyć należy nieskomplikowaną budowę korpusu, łatwośc wymiany membrany i/lub elektrolitu wewnętrznego w przypadku ich zużycia / skażenia. Wytworzenie membrany w sposób podany w punkcie 1.2 pozwala na otrzymanie kilkunastu membran, które mogą być przechowywane w zamknięciu do czasu gdy niezbędna będzie wymiana membrany w elektrodzie. Zastosowanie złącza BNC pozwala na wykorzystanie typowych jonometrów do wykonywania pomiarów. Pomiary z wykorzystaniem elektrody według wynalazku charakteryzują się niewielkim kosztem oraz czasochłonnością, w porównaniu do innych metod instrumentalnych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym rys.1 przedstawia przekrój pionowy elektrody, a rys.3 krzywą kalibracyjną elektrody Re (VII) w roztworach wodnych. Przed pierwszymi pomiarami elektrodę kondycjonuje się w 100 ppm wodnym roztworze jonów renianowych (VII) przez 48 godzin, celem nasycenia membrany oznaczanymi jonami. Elektroda po zakończeniu pomiarów przechowywana jest w 100 ppm wodnym roztworze jonów renianowych (VII). Tak przechowywana elektroda jest gotowa do pomiarów, bez konieczności wykonywania dodatkowych czynności kondycjonujących.

W przedstawionej poniżej tabeli 1 przedstawiono średnie wartości potencjałów E odpowiadających podanym stężeniom jonów renianowych (VII) w przeliczeniu na stężenie renu, wraz z odpowiadającymi im aktywnościami a i logarytmami aktywności a. Wyniki pomiarów przestawiono na rys. 3 i 4.

Tab. 1. Wartości stężeń jonów renianowych (VII) w przeliczeniu na ren oraz ich aktywność i logarytm aktywności wraz z odpowiadającymi potencjałami E.




Stężenie Re [ppm]

aktywność a

log a

Potencjał E [mV]

Średnia

Seria 1

Seria 2

Seria 3

Seria 4

Seria 5

0,0

0,00

-

57,1

57,1

57,2

57,0

57,1

57,2

0,5

2,00∙10-6

-5,70

60,1

60,3

60,2

60,0

60,1

60,0

1,0

4,00∙10-6

-5,40

63,6

63,8

63,6

63,7

63,6

63,5

5,0

2,00∙10-5

-4,70

66,5

66,5

66,6

66,5

66,3

66,5

10,0

4,00∙10-5

-4,40

67,8

67,8

67,9

67,6

67,8

67,9

25,0

1,00∙10-4

-4,00

74,0

74,0

74,2

73,9

74,0

74,1

50,0

2,00∙10-4

-3,70

84,2

84,3

84,1

84,4

84,3

84,1

100,0

4,00∙10-4

-3,40

102,2

102,1

102,4

102,2

102,1

102,3


Rys.3 Zależność potencjału E od stężenia jonów renianowych (VII), w przeliczeniu na stężenie reun, dla pojedynczych roztworów wodnych



Rys. 4. Zależność potencjału E od logarytmu aktywności jonów renianowych (VII) w przeliczeniu na logarytm aktywności renu, dla pojedynczych roztworów wodnych.

Z wykresu zależności E = f(log a), rys.4 odczytano dwa zakresy liniowej odpowiedzi (odpowiadające stężeniom renu 0,5-25 ppm oraz 25-100 ppm), wyznaczono dolną granicę wykrywalności jonów renianowych (VII) – LD = 0,7 ppm (0,5 ppm w przeliczeniu na ren) oraz nachylenia charakterystyki S:

Zakres 1 (0,5 – 25 ppm Re) – S = 5,5 mV



Zakres 2 (25 – 100 ppm Re) – S = 46,8 mV

Zastrzeżenia patentowe

  1. Elektroda jonoselektywna do oznaczania stężenia jonów renianowych (VII) składająca się z korpusu wewnętrznego, wewnętrznego elektrolitu i korpusu zewnętrznego, zamienna tym, że jej membranę stanowi ciekła matryca polimerowa zawierająca jonofor, korzystnie 5,11,17,23-tert-butyl-25,26,27,28-(N,N-dietylo-2-karbamoilometoksy)kaliks[4]aren, przy składzie matrycy poli(chlorek winylu), ftalan di-oktylu i jonofor i stosunku wagowym poli(chlorku winylu): ftalanu di-oktylu: jonoforu korzystnie jak 33:66:1.

  2. Elektroda według zastrzeżenia 1 znamienna tym, że membrana ma grubość w zakresie 0,2-0,4 mm, korzystnie 0,19 mm.

  3. Elektroda według zastrzeżenia 1 znamienna tym, że jako elektrolit wewnętrzny stosuje się równe objętości roztworów chlorku sodu i renianu (VII) amonu (1:1), o stężeniach 10-2 M.

  4. Elektroda według zastrzeżenia 1 znamienna tym, że membrana jest stabilizowana przez kondycjonowanie w 100 ppm wodnym roztworze jonów renianowych (VII)

  5. Elektroda według zastrzeżenia 1 znamienna tym, że dolna granica wykrywalności wynosi od 0,7 ppm jonów renianowych (VII) korzystnie w roztworach wodnych.








©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna