Спосіб виготовлення електрода з мідь-сільфідною мембраною

1 Спосіб виготовлення елеісгрода з мідьсульфідною мембраною, шляхом висадження сульфіду МІДІ з розчину сполуки МІДІ(ІІ) розчином сульфіду натрію, який відрізняється тим, що як сполуку МІДІ(ІІ) спочатку використовують комплексну сполуку [Сициклам]А, де А - будь-який аніон, що не утворює осаду, висадження сульфіду МІДІ проводять на поверхню знежиреної пластинки МІДІ, яку занурюють у свіжеприготовану суміш розчинів сульфіду натрію та [Сициклам]А, яка містить вЮ3М сульфід натрію 32,00-44,00 [Сициклам]А 4,50-6,00 і витримують в ній у горизонтальному положенні протягом 3-12 годин, після чого промивають, висушують та занурюють у свіжеприготовану суміш розчинів аскорбінової кислоти, сульфіду натрію та комплексної сполуки МІДІ загальної формули [CuY(CH2MX)2]A, де Y= (CH2)n, NH(CH2)2, O(CH2)2, (S(CH2)2)2, MX - 8-меркаптохінолшіл, А - будь-який аніон, що не утворює осаду, наприклад СІО4 , при ВМІСТІ компонентів суміші, 10 3 М кислота аскорбінова 25,00-58,00 сульфід натрію 1,20-1,50 [CuY(CH2MX)2]A 0,20-0,30 витримують в ній протягом 5-40 хвилин в горизонтальному положенні, після чого промивають та висушують 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що для приготування суміші розчинів спочатку готують розчин [CuNH((CH2)2MX)2]A у полярному органічному розчиннику, 0,1 М розчин аскорбінової кислоти у воді та 0,064 М розчин сульфіду натрію у воді, які змішують, додаючи у КІЛЬКОСТІ ВІДПОВІДНО 0,6 0,9 мл, 1,9-4,35 мл та 0,14-0,18 мл до певної КІЛЬКОСТІ дистильованої води, розрахованої таким чином, щоб загальний об'єм суміші становив 7,5 мл, що забезпечує необхідний вміст компонентів суміші 3 Спосіб по п 2, який відрізняється тим, що як полярний органічний розчинник використовують ацетонітрил або ацетон ю (О ю Винахід відноситься до електрохімічних методів аналізу аналітичної хімії, а саме до потенціометри Електрод з мідь-сульфідною мембраною може бути використаний для визначення концентрації ІОНІВ МІДІ в розчинах Відомий спосіб виготовлення електроду з мідь-сульфідною мембраною для використання при аналізуванні ІОНІВ важких металів, який включає висадження суміші сульфідів металів, в тому числі МІДІ, з розчину суміші нітратів цих металів розчином сульфіду натрію Одержаний промитий, висушений та розмелений осад пресують та спікають при температурі 150°С, після чого охолоджують та полірують До внутрішньої частини відполірованої метал-сульфідної мембрани приєднують, наприклад, срібний провідник [пат США №4400243, від 23 08 1983 р G01N 27/30, 27/46] Виготовлений таким способом електрод забезпечує проведення визначення ІОНІВ металів в розчині, зокрема солей МІДІ, В діапазоні концентрацій від 10 5 до 1М внаслідок однорідності структури сульфідної мембрани, що утворена пресуванням та спіканням Такий діапазон визначення недостатній в цілому ряді випадків, наприклад, при визначенні якості дистильованої води, якості особливо чистих реактивів тощо Задача, що вирішується винаходом, полягає в розробці способу виготовлення електроду з мідьсульфідною мембраною, який забезпечує підвищення чутливості електроду до ІОНІВ МІДІ завдяки формуванню особливої структури мідь-сульфідної мембрани електроду 52265 Рішення задачі полягає в способі виготовленвластивостей [Grassberger Р // Phys Letters A ня елеісгроду з мідь-сульфідною мембраною шля1985 -107 - Р 101-105] Фрактальна дивергенція хом висадження сульфіду МІДІ(П) з розчину сполує різницею між максимальним та мінімальним знаки МІДІ (II) розчином сульфіду натрію, в якому, ченнями мульти фракталь ного спектру для всіх ВІДПОВІДНО до винаходу, спочатку в якості сполуки можливих значень аргументу МІДІ(П) використовують комплексну сполуку [СициЗалежність чутливості електроду до ІОНІВ МІДІ клам]А, де А - будь-який аніон, що не утворює ВІД значення фрактальної дивергенції його поверосаду, наприклад СІО4, висадження сульфіду МІДІ хні вивчали звичайним способом, шляхом побудопроводять на поверхню знежиреної платівки МІДІ З ви калібрувального графіку та визначення точки, у приєднаним провідником струму, яку занурюють у якій потенціал електроду не змінюється при подасвіжеприготовану суміш розчинів сульфіду натрію льшому зменшенні концентрації (дивись фіг 2) та комплексної сполуки, яка містить в 10 М Спосіб нанесення структурованих високочутливих шарів сульфіду МІДІ(П) побудований на висульфід натрію 32,00-44,00 користанні просторових градієнтів концентрації [Сицитиклам]А 4,50-6,00 реагентів, що створюються у системі "ХІМІЧНОГО та витримують в ній у горизонтальному полоосцилятору" - нелінійної хімічної реакції окислення женні протягом 3-12 годин, після чого ретельно аскорбінової кислоти киснем повітря, що каталізупромивають, висушують і занурюють після цього у ється іонами МІДІ (П) При додаванні сульфіду насвіжеприготовану суміш розчинів аскорбінової китрію в цій системі утворюється плівка сульфіду слоти, сульфіду натрію та комплексної сполуки МІДІ внаслідок повільної реакції координаційної МІДІ загальної формули [CuY(CH2MX)2]A, де сполуки МІДІ, яка водночас є каталізатором обраY= (сн2)п, NH(CH2)2, O(CH2)2, (S(CH2)2)2, ної коливальної реакції, із гідросульфід іонами MX - 8-меркаптохінолшіл, Завдяки існуванню просторових неоднорідностей А-будь-який аніон, що не утворює осаду, нашари сульфіду МІДІ, що формуються в цій системі, приклад СІО4, мають фрактальну структуру При оптимальному при ВМІСТІ компонентів суміші, 10-ЗМ значенні керуючого параметру, в якості якого обкислота аскорбінова 25,00-58,00 раний час формування плівки, формуються шари сульфід натрію 1,20-1,50 сульфіду МІДІ з високим значенням фрактальної [CuY(CH2MX)2]A 0,20-0,30, дивергенції, що дозволяє знизити границю визнавитримують в ній протягом 5-40 хвилин в горичення ІОНІВ МІДІ у розчині за допомогою мідьзонтальному положенні, після чого готовий електселективного електроду, вкритого структурованим род вилучають з реакційної суміші, ретельно про8 шаром сульфіду МІДІ, ДО 6,3X10 М ІОНІВ МІДІ у порімивають та висушують внянні із 1x10 М для однорідного сульфіду МІДІ Для приготування суміші розчинів спочатку го3 тують 2,5 10 М розчин [CuNH((CH2)2MX)2]A у поПриклад конкретного відтворення способу лярному органічному розчиннику, наприклад в Одержання нижнього шару сульфіду МІДІ МІДацетонітрилі або ацетоні, 0,1М розчин аскорбіноНИЙ диск діаметром 10мм з приєднаним провіднивої кислоти у воді, та 0.064М розчин сульфіду наком знежирили ацетоном, ретельно промили дистрію у воді, які змішують, додаючи у КІЛЬКОСТІ ВІДтильованою водою та ДВІЧІ дистильованою водою і ПОВІДНО 0,6-0,9мл, 1,9-4,35мл та 0,14-0,18мл до висушили на повітрі Наважку 0,2083г комплексної певної КІЛЬКОСТІ дистильованої води, розрахованої сполуки [Сициклам](СЮ4)2 розчинили в 50мл ДВІЧІ таким чином, щоб загальний об'єм суміші становив дистильованої води для приготування 9x10 3 М 7,5мл, що забезпечує необхідний вміст компоненрозчину Наважку 0,2500г безводного сульфіду тів суміші натрію розчинили в 50мл ДВІЧІ дистильованої води для приготування 0.064М розчину У чашку Петрі Винахід ілюструють наступні матеріали діаметром 50мм налили по 5мл розчинів комплекФіг 1 - Цифровий знімок поверхні електроду, су МІДІ та сульфіду натрію Розчини ретельно пепідготований для визначення фрактальної розмірремішали і одразу помістили в суміш підготовану ності за методом підрахунку блоків платівку МІДІ та залишили на 12 годин в горизонФіг 2 - Графік залежності потенціалу мідьтальному положенні Платівку з нанесеним суцільселективного електроду по відношенню до хлорсним шаром однорідного сульфіду МІДІ промили рібного електроду від від'ємного логарифму конетанолом та ДВІЧІ дистильованою водою і висушицентрації ІОНІВ МІДІ(П) у розчині ли Одержане способом, що заявляється, покриття утворює мідь-сульфідну мембрану, поверхня якої характеризується тим, що речовина, яка її складає, організована в кластерну структуру Утворена поверхня характеризувалась фрактальною дивергенцією, яка дорівнювала 0,84-1,64 Фрактальна дивергенція визначалась наступним чином Спочатку за методом підрахунку блоків [Argoul F , Arneodo A , Grasseau G // Z Angew Math Mech - 1 9 8 8 - 6 8 - P 519-522 ] за цифровим знімком, аналогічним наведеному на фіг 1, визначали узагальнену фрактальну розмірність, а з неї за допомогою перетворення Лежандра розраховували мультифрактальний спектр, який характеризує неоднорідність розподілу фрактальних Одержання поверхневого шару сульфіду МІДІ Наважку 0,1635г комплексної сполуки [CuNH(CH2)2MX)2](CIO4)2 розчинили у ЮОмл ацетонітрилу для приготування 2,5x10 3 М розчину Наважку 1,7610г аскорбінової кислоти розчинили у ЮОмл ДВІЧІ дистильованої води для приготування 0,1 М розчину У скляній ємності з магнітною мішалкою змішали 3,25мл ДВІЧІ дистильованої води, 3,5мл розчину аскорбінової кислоти, 0,6мл розчину [CuNH(CH2)2MX)2](CIO4)2 та 0,15мл розчину сульфіду натрію, приготованого як описано вище Свіжеприготовану суміш вилили у чашку Петрі діаметром 50мм із раніше підготовленою платівкою, вкритою суцільним шаром однорідного сульфіду 5 52265 6 МІДІ у якості підкладки, та залишили м в горизонтап'ятиокисом фосфору в атмосфері аргону Дані, льному положенні на 35 хвилин Готовий електрод що характеризують залежність чутливості електвилучили з розчину, промили як описано вище, роду від способу його виготовлення, надані в табвисушили і вмістили на зберігання в ексикатор над лиці Таблиця Параметри нанесення нижнього шару CuS № 3 3 Вміст, 10 М [Сициклам]А 1 2 3 4 Параметри нанесення структурованого шару CuSY Na2S 6,0 4,5 5,0 5,0 44,0 32,0 40,0 40,0 Фрак- Чутливість тальна електроду Час ви- дивергенрС* трим-ки, ція аскорбі(-igc*cu) хв нова кислота 25,0 ЗО 1,25 6,1 46,7 35 1,64 7,2 40,0 40 1,14 5,8 58,0 5 0,84 5,3 Вміст, 10 М Час витримки, хв Y 180 720 360 360 СН 2 NH(CH2)2 О(СН2)2 (S(CH2)2)2 [CuY(CH2 МХ)2]А Na2S 0,20 0,20 0,30 0,25 1,2 1,3 1,2 1,5 ФІГ.1 52265 5001 400 m зоо НЧоо pC 10 0 о З 4 6 7 8 2+ !og([Cu ], M ) Фіг.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71