Електрод для виміру ph

1. Електрод для виміру рН, що містить корпус, тверду мембрану, струмовідвід, занурені в досліджуваний розчин, який відрізняється тим, що як мембрана використана аніон-радикальна сіль 7,7,8,8-тетраціанохінодиметана, що розміщена на торці струмовідводу. 2. Електрод за п. 1, який відрізняється тим, що тверда мембрана розміщена на струмовідводі за допомогою наплавлення аніон-радикальної солі 7,7,8,8-тетраціанохінодиметану. 3. Електрод за п. 1, який відрізняється тим, що матеріалом струмовідводу є латунь. 4. Електрод за п. 1, який відрізняється тим, що матеріалом струмовідводу є мідь. Винахід відноситься до галузі вимірювання кислотності розчинів (рН) і може бути використаний для потенціометричних вимірів активності іонів водню в аналітичній і фізичній хімії, при контролі складу рідких середовищ у медицині, агрохімії, ґрунтознавстві, океанології, різних галузях промисловості.Величина рН - це одна з найбільш важливих характеристик рідких середовищ. Велика кількість дослідницьких і технологічних задач пов'язано з безперервним контролем цього параметра в широкому діапазоні його значень. У той же час електроди з вузьким діапазоном робочих характеристик створюють ряд технічних незручностей і знижують вірогідність одержуваної інформації. Потреба в мініатюрних електродах різної конфігурації також висуває особливі вимоги до їх конструкції і надійності.Відомі скляні електроди для виміру рН [1]. Електродноактивним матеріалом є тонка скляна мембрана, селективна до іонів водню. Робочий діапазон таких електродів у середньому 1-10 одиниць рН. До їхніх недоліків варто віднести: неможливість використання електрода в сильно кислих (рН менше 1) і в сильно лужних (рН більше 12) розчинах; крихкість скляної мембрани приводить до її руйнування і виходу електрода з ладу; дуже високий опір електрода (1... 500 МОм) обумовлює використання вольтметрів з високим вхідним опором при вимірі рН. Наявність внутрішнього хлоридсрібного електрода порівняння ускладнює конструкцію. Такий електрод складно зробити мініатюрним і розташувати у важкодоступних місцях обладнання. Крім того, необхідно забезпечувати постійний контакт внутрішнього розчину з поверхнею мембрани, що обмежує застосування електроду і вимагає його використання тільки у вертикальному положенні мембраною униз.Відомий також електрод для виміру рН [2], що містить індиферентний струмопровідний елемент, виконаний з композита, що містить 25-50 мас.% хінгідрона і 75-50 мас.% порошку графіту, зв'язаних полівінілформальдегідним клеєм. Недоліком наведеного електрода є вузький діапазон рН (1.0... 8), використання в якості індиферентного струмопровідного елемента багатокомпонентної композиції на основі полівінілформальдегидного клею, що виключає можливість вимірів в органічних розчинни (19) UA (11) 76240 (13) C2 (21) 20040604304 (22) 03.06.2004 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Александров Юрій Леонідович, Поспєлов Олександр Петрович, Сахненко Микола Дмитрович, Стародуб Володимир Олександрович, Пишкін Олег Степанович, Камарчук Генадій Васильович (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ", ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР ІМ. Б.І. ВЕРКІНА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В.Н.КАРАЗІНА (56) SU 1800354, 07.03.1993 SU 1689838, 07.11.1991 WO 03046539, 05.06.2003 EP 0709669, 01.05.1995 3 76240 4 ках.Найбільш близьким із відомих електродів для 2, наприклад, мідь, мембрану 3, виконану з аніонвиміру рН до заявленого по технічній сутності є радикальної солі 7,7,8,8електрод для виміру рН [3], що містить корпус, тетраціанохінодиметана.Електрод, що тверду мембрану і струмовідвід, занурені в заявляється, для виміру рН працює таким чидосліджуваний розчин. Електродноактивним ном.Для виміру рН розчинів використовується сисматеріалом мембрани служить тема, що складається з електрода для виміру рН і тридодециламін.Недоліками цього електрода є:допоміжного електрода порівняння, наприклад, великий електричний опір;- наявність усередині хлоридсрібного, що знаходяться в ємності з електрода буферного розчину й електрода досліджуваним розчином.На межі мембрана елекпорівняння обумовлюють його роботу у вертитрода для виміру рН - розчин формується елеккальному положенні;- використання в мембрані 4 тричний потенціал, величина якого лінійно залекомпонентів (тридодециламіна, полівінілхлориду, жить від рН розчину. Для проведення кількісного дибутилсебасата і тетрабората натрію) ускладнює визначення концентрації іонів водню (рН) у ємність виготовлення мембрани й перешкоджає забезпез розчином, що аналізується, занурюють запропоченню її стабільних характеристик;- недостатньо нований електрод для виміру рН, у якого в якості широкий діапазон рН обмежує область застосумембрани на торці струмовідводу розміщена вання електрода;- дефіцитність речовин, що вхоаніонрадикальна сіль 7,7,8,8дять до складу мембрани, підвищує вартість електетраціанохінодиметана, а як струмовідвід викотрода.Задача винаходу полягає в поліпшенні ристана , наприклад, мідь. При цьому в цій же робочих характеристик електрода для виміру ємності встановлюють електрод порівняння, нарН.Поставлена задача вирішується в такий спосіб. приклад, хлоридсрібний. Електроди підключають У відомому електроді для виміру рН, що включає до високоомного вольтметра або рН-метра, накорпус, тверду мембрану і струмовідвід, занурені в приклад, типу рН-150, і проводять вимір величини досліджуваний розчин, мембрана виконана з чоелектрорушійної сили (ЕРС).Можливість викоритирьох компонентів. Відповідно до винаходу як стання електрода, що заявляється, для виміру рН електродно-активний матеріал мембрани викориу промисловості підтверджується результатами, стана аніон-радикальна сіль 7,7,8,8приведеними в таблиці 1. Згідно з цими даними тетраціанохіно- диметана, що розміщена на електрод має прямолінійну електродну рН струмовідводі. Нанесення мембрани на функцію в інтервалі рН 0...14 (концентрація іонів струмовідвід здійснюють за допомогою наплавводню 1,0 ... 1• 10-14М). лення цієї солі, а матеріалом струмовідводу є, Основні електроаналітичні параметри запронаприклад, метал або сплави металів (мідь, понованого і відомого електродів для виміру рН алюміній, латунь).Функціональне призначення представлені в таблиці 2.Таким чином, електрод, сукупності ознак, що заявляються, полягає в тім, що заявляється у порівнянні з прототипом має що виконання мембрани з аніон-радикальної солі більш високі робочі характеристики: він має 7,7,8,8- тетраціанохінодиметана дозволило зменпрямолінійну електродну функцію в інтервалі шити число компонентів мембрани з чотирьох до концентрацій іонів водню 1.10-14... 1,0 М, високу одного, значно зменшити електричний опір, розхімічну стійкість у кислих і лужних середовищах, ширити область використання електрода за рахудопускає довільне розташування в просторі. Елекнок можливості довільного розташування в трод, що заявляється, має в 100 разів більш низьпросторі і зменшення розмірів. Фізико-хімічні кий електричний опір. властивості аніон-радикальної солі 7,7,8,8Крім цього, аніон-радикальна сіль 7,7,8,8тетраціанохінодиметана дозволили розширити тетраціанохінодиметана є доступним електроднодіапазон виміру рН.Суть запропонованого винахоактивним матеріалом мембрани. Усе це дозволяє ду пояснюється рисунком (фіг. 1), на якому покавикористовувати електрод, як у лабораторних заний електрод для виміру рН. Електрод містить умовах, так і в промисловості, наприклад, при корпус 1, виконаний з діелектричного матеріалу, визначенні концентрації іонів водню в різних стійкого в агресивних середовищах, струмовідвід технологічних середовищах. Таблиця 1 Залежність потенціалу електрода для виміру рН від величини рН Концентрація іонів водню, М Величина рН 1,0 0,1 2,14.10-2 2,76.10-4 9,79.10-5 1,38.10-7 6.63.10-10 0 1,01 1,67 3,56 4,01 6,86 9,18 Потенціал по хлоридсрібному насиченому електроду, Е, мВ 198±1 158±1 120±1 47±1 27±1 -70±0,5 -152±2 3,54.10-13 12,45 -284±4 1.10-14 14,00 -334±2 Розчин для виміру рН 1,0 М НСl 0,1 М НСl 0,05 М тетраоксалат калію Насичений розчин калію виннокислого 0,05 М калій фталевокислий кислий 0,025 М калій фосфорнокислий 0,01 М натрій тетраборнокислий Насичений розчин гідрату окису кальцію 1,0 M NaOH 5 76240 6 Таблиця 2 Основні електроаналітичні параметри запропонованого і відомого електродів для виміру рН Характеристика електрода для виміру РН Мембрана Розташування електрода Внутрішній розчин Діапазон рН Діапазон концентрацій іонів водню Електричний опір Комп’ютерна верстка М. Клюкін Прототип Тридодециламін, дибутилсебасат, тетраборат натрію, полівінілхлорид Вертикальне, мембраною вниз 0,25 М КН2РO4+0,25 М Na2HPO4 5,5...10,8 Електрод, що заявляється Аніон-радикальна сіль 7,7,8,8тетраціанохіно- диметана Довільне Відсутній 0...14 3,2•10-6...1,6•10-11M 1,0 ...1.10-14 М 2,4.106 Ом 2,0.104 Oм Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601