Монокристал твердого розчину cu7(si0,7ge0,3)s5i як матеріал мембрани іоноселективного електрода для визначення купруму в кислих розчинах

Монокристал твердого розчину Cu7(Si0,7Ge0,3)S5 I як матеріал мембрани іоноселективного електрода для визначення купруму в кислих розчинах. (19) (21) u200806232 (22) 12.05.2008 (24) 10.02.2009 (46) 10.02.2009, Бюл.№ 3, 2009 р. (72) СТУДЕНЯК ІГОР ПЕТРОВИЧ, UA, КОХАН ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, UA, СТАСЮК ЮРІЙ МИ ХАЙЛОВИЧ, U A, П АНЬКО ВАСИЛЬ ВАСИЛЬОВИЧ, UA 3 Ag,AgCl(KCl) 0.5моль/л 39078 H2SO4, x моль/л CuSO4 M,Ag де М - мембрана із Cu7(Si0.7Ge0.3)S5l. Для купрум-селективних електродів калібрувальні розчини в межах х=100-10-6моль/л готують з CuSO4×5H2O на 0.5моль/л H2SO4. pH такого розчину близьке до нуля, що нижче області стабільності роботи відомих купрум-селективних електродів. Для визначення діапазону робочої області рН готували серію розчинів з постійною концентрацією CuSO4 на 0.5моль/л Na2SO4, а рН доводили до необхідного значення розчинами H2SO4 або NaOH. Величину рН контролювали рН-метром паралельно зі зміною потенціалу купрум-селективного електроду. Вимірювання Е.Р.С. електрохімічної комірки з досліджуваним купрум-селективним електродом проводять за допомогою цифрового вольтметра з високим вхідним опором (>1012Ом). У таблиці 1 наведена калібрувальна характеристика іоноселективного електрода з використанням як купрум-селективної мембрани запропонованого матеріалу. Таблиця 1 Потенціал купрумКонцентрація (Cu2+), x селективного електроду моль/л (фон - 0.5моль/л відносно хлор-срібного H2SO4) електроду порівняння, мВ 10-6 40±6 10-5 55±3 10-4 81±3 10-3 109±2 10-2 138±3 10-1 169±4 10-0 196±3 Ці дані одержані при кімнатній температурі (20±2°С) в електрохімічній комірці, де як електрод порівняння використовувався стандартний хлорсрібний електрод (ОР-7182, вироб. Угорщина) з подвійним дифузійним шаром, потенціал якого відносно потенціалу нормального водневого електрода становить 0.222±0.003В. Для визначення коефіцієнтів селективності до різних іонів електрода, виготовленого з твердого розчину Cu7(Si0.7 Ge0.3)S 5l (KCu/іон) методом постійної концентрації стороннього іона, при якому величина активності стороннього іона складала 101 моль/л, а концентрація іонів Сu2+ змінюється від 10-1 до 10-5моль/л. У ролі фонового електроліту використовували 0.5моль/л розчин H2SO4. Результати вимірювань (таблиця 2) вказують на те, що надлишок у 103 разів іонів Cd2+, Zn2+, Mn2+, Co2+, Fe2+ (що присутні у те хнологічних розчинах), не впливає на електродну функцію по відношенню до іонів купруму. Для іонів Fe3+ ця велиКомп’ютерна в ерстка А. Рябко 4 чина складає ~2×10-2. Вплив хлорид-іонів (0.1моль/л) не зміщує калібрувальну криву в межах концентрації Сu2+ 10-5-10-1моль/л. Таблиця 2 Заважаючий іон Ni2+ Со2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+ Мn2+ Cd2+ Коефіцієнт селективності (KCu/іон) 2.0·10-3 8.0·10-4 3.5·10-3 1.8·10-2 1.0·10-4 6.8·10-4 1.5·10-3 Лінійна область електродної функції знаходиться у межах 10-1-10-5моль/л Сu2+ (при рН=0) з нахилом електродної характеристики 2729мВ/декаду, межа визначення ~5×10-7. Час відгуку складає 10-20с. Дрейф потенціалу в розчині 103 моль/л Сu2+ / 0.1моль/л H2SO4 протягом 1000 годин не перевищує 12мВ. Електрод зберігає стабільний потенціал в інтервалі рН 1-8 у присутності окисників (Fe3+, І2 , Fe(CN)63-). Застосування монокристалів твердих розчинів Cu7(Si0.7Ge0.3)S5 I у ролі матеріалу мембрани іоноселективного електрода для визначення купруму дозволяє розширити (при збереженні робочого діапазону рН) можливості використання у порівнянні з прототипом [1] в кислих те хнологічних розчинах у присутності окисників (Fe3+, І2, Fe(CN)63-) за рахунок підвищення механічної міцності мембрани та збільшити відтворюваність потенціалів за рахунок збільшення значення іонної складової провідності. Використання Cu7(Si0.7Ge0.3)S 5I у ролі матеріалу мембрани купрум-селективного електрода відкриває можливість визначення купруму в кислих технологічних розчинах, наприклад, розчинах електрохімічного нанесення міді, розчинах для травлення плат друкованого монтажу, при контролі ступеня вивільнення купруму з промивних вод гальванічного виробництва. Джерела інформації: 1. Застосування монокристалів купрум йодидупентатіосилікату Cu7SiS5I як матеріалу мембрани іоноселективного електрода для визначення купруму в кислих розчинах: Патент України №22820, МПК (2006) G01N27/333 / Студеняк І.П., Кохан О.П., Гречин М.І., Ковач С.К., Стасюк Ю.М. №u200613792; Заявлено 25.12.2006; Опубл. 25.04.2007, Бюл. №5. - 2с. - прототип. 2. Studenyak I.P., Kokhan O.P., Kranjčec M., Hrechyn M.I., Panko V.V. Crystal growth and phase interaction studies in Cu 7GeS5I-Cu7SiS5I superionic system // J. Cryst. Growth. - 2007. - Vol.306. - Р.326329. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601