Спосіб підвищення чутливості та селективності визначення пікрат-іонів потенціометричним методом

Реферат: Спосіб підвищення чутливості та селективності визначення пікрат-іонів потенціометричним методом включає у себе використання потенціометричного електрода (сенсора) на основі полівінілхлориду, причому до складу електрода входять електродоактивна речовина та пластифікатор, при якому як електродоактивну речовину використовують іонний асоціат, а до основи електрода (сенсора) вводять ІА бутилродамін С пікрату, при цьому як пластифікатор використовують -трикрезилфосфат. UA 88236 U (12) UA 88236 U UA 88236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до аналітичної хімії, а саме до способу визначення пікрат-іонів потенціометричним методом, і може бути використана для його селективного визначення у технологічних та інших розчинах. Пікринова кислота широко використовують у фармацевтичному аналізі, як індикатор для колориметричного виявлення білків і амінокислот; вона є одним із групових реагентів, який застосовують для одержання алкалоїдів; застосовується у виробництві азобарвників. Пікринова 3 кислота подразнює шкіру, викликає отруєння. ГДК 0,1 мг/м . Відомий спосіб визначення пікрат-іонів за допомогою графітового меркурій(І)-пікратного електрода, де як електродоактивну речовину використовують меркурій(І) пікрат. Склад цього електрода (сенсора) становить 0,6 г (61,9 %) меркурій (І) пікрату, 0,2 г (20,6 %) металічного меркурію та 0,17 г (17,5 %) розтертого графіту. Сенсор працює при рН середовища 5,7-8,0, при цьому крутизна електродної функції становить 56,8±0,5 мВ/рС. Визначити пікрат-іони за -5 -5 -1 допомогою сенсора можна до 1,3·10 моль/л в діапазоні концентрацій 2,5-10 -1,0-10 моль/л [Moghimi М., Arvand М, Javandel R., Zanjanchi M.A. Picrat ion determination using a potentiometric sensor immobilized in graphite matrix // Sensors and actuators B. - 2005. - Vol. 107. - P. 296-302]. Суттєвими недоліками такого способу визначення вмісту пікрат-іонів є те, що визначенню заважають хлорид-, бромід-, йодид-, тіоціанат-, саліцілат-, бензоат-іони та речовини, які утворюють малорозчинні сполуки з катіонами меркурію (І) та до складу сенсора входить токсична ртуть, мала чутливість та вузька робоча область рН. Задачею, на вирішення якого спрямована корисна модель, що заявляється, є підвищення чутливості та селективності визначення пікрат-іонів, шляхом створення потенціометричної методики на основі селективного електрохімічного сенсора, який дозволяє експресно визначати вміст пікрат-іонів в різних об'єктах у присутності ряду іонів та речовин. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі підвищення чутливості та селективності визначення пікрат-іонів потенціометричним методом, який включає у себе використання потенціометричного електрода (сенсора) на основі полівінілхлориду, причому до складу електрода входять електродоактивна речовина та пластифікатор, згідно з корисною моделлю, що заявляється, як електродоактивну речовину використовують іонний асоціат, а до основи електрода (сенсора) вводять ІА бутилродамін С пікрату, при цьому як пластифікатор використовують - трикрезилфосфат. Спосіб, що заявляється, реалізують таким чином -2 Спочатку синтезують іонний асоціат бутилродамін С пірат. Для чого готують 10 моль/л розчину цього основного барвника і пікринової кислоти. По краплях при постійному перемішуванні до розчину бутилродаміну С додають розчин пікринової кислоти та залишають при кімнатній температурі 20-25 °C на 2-2,5 год. для відстоювання. Осад, що випав, фільтрують та декілька разів промивають холодною водою для відмивання іонного асоціату від залишків основного барвника, після чого сушать при кімнатній температурі на повітрі протягом 46-50 год. Пластифіковані полівінілхлоридні мембрани готують за такою технологією: зважують 0,075 г полівінілхлориду, 10 % іонного асоціату, а потім суміш ретельно перемішують для гомогенізації. Після цього вводять 0,2 мл пластифікатора трикрезилфосфату, 0,5 мл розчинника тетрагідрофурану. Отриманий розчин переносять у скляну ємність, переважно круглої форми діаметром 1,7 см, яку попередньо відшліфовують і приклеюють до скляної підкладки та сушать на повітрі протягом 1-2 доби. Для виготовлення електрода для визначення пікрат-іонів, після випаровування розчинника з одержаних плівок різаком для гумових корків вирізають диски діаметром 0,5-0,7 см і приклеюють їх до полівінілхлоридної трубки 10 % розчином полівінілхлориду у тетрагідрофурані. Трубку заповнюють відповідним концентрованим стандартним розчином -2 пікринової кислоти (10 моль/л) та занурюють у нього мідну дротину. Після цього електрод використовують для дослідження. Для регулювання та підтримання рН розчинувикористовують універсальний буфер (0,04 моль/л Н 3ВО3, Н3РО4, СН3СООН по кожній та 0,2 моль/л NaOH певного об'єму). Потенціометричне вимірювання проводять іономіром: як електрод порівняння використовують хлорсрібний електрод ЭВЛ-1МЗ при кімнатній температурі 24-26 °C. Під час вимірювань користуються класичною схемою будови електрохімічного кола: -6 -2 -2 Ag, AgCl‫׀‬KCl(нас)//досл. роз. (1·10 -1·10 М)//мембрана/внутр. роз./(1·10 )/Cu-дротина. Запропонований спосіб, що оснований на використанні полівінілхлоридного сенсора на основі іонного асоціату бутилродамін С пікрату, може бути успішно використаний для чутливого та селективного визначення пікрат-іонів у різних об'єктах. Склад мембрани сенсора: 0,075 г полівінілхлориду, 10 % електродоактивної речовини (іонного асоціату бутилродамін С пікрат), 70 % трикрезилфосфату. Лінійність електродної функції виготовленого сенсора спостерігається 1 UA 88236 U -6 5 10 15 20 25 -1 у межах 8·10 -1·10 моль/л пікрат-іонів, крутизна електродної функції становить 58,0±2,0 -6 мВ/рС, межа визначення - 4,0·10 моль/л. Час відгуку сенсора на зміну концентрації пікрат-іонів становить 3-5 с. Такий сенсор добре працює при рН 2-11. У таблиці 1 подано порівняльну характеристику електродних характеристик меркурій(І) пікратного сенсора, що відомі з літературних джерел, з запропонованим мембранним електродом (сенсором) на основі іонного асоціату бутилродамін С пікрату для визначення пікрат-іонів. Розроблений пікрат-чутливий сенсор на основі іонного асоціату бутилродамін С пікрату для визначення пікрат-іонів має суттєву перевагу над відомим сенсором на основі меркурій(І) пікрату (див. табл. 2), а саме: він проявляє значно вищу чутливість та селективність по відношенню різних іонів та речовин, та має значно ширшу робочу область рН. Отже, запропонований сенсор на основі іонного бутилродамін С пікрату є на даний час єдиним, який дозволяє забезпечити необхідну чутливість та селективність визначення пікрат-іонів, згідно із способом, що заявляється. Приклад визначення пікрат-іонів. Пробу розтирають до порошкоподібного стану, зважують, розчиняють у ~25 мл фонового розчину та відділяють від твердих нерозчинних частинок фільтруванням. Розчин і промивні води збирають у колбу на 50 мл, і доводять об'єм фоновим розчином до мітки. У розчин, який аналізують на вміст пірат-іонів, занурюють мембранний електрод та хлорсрібний електрод порівняння. Вимірюють різницю потенціалів. Вміст пікратіонів знаходять за калібрувальним графіком, побудованим за аналогічних умов. Відносне стандартне відхилення (Sr) при визначенні пірат-іонів складає 0,03-0,04 (n=5, Р = 0,95). Заявлений спосіб підвищення чутливості та селективності визначення пікрат-іонів забезпечує високу селективність визначення пікрат-іонів завдяки використанню іонного асоціату бутилродамін С пікрату як електродоактивної речовини та як пластифікатора трикрезилфосфату при виготовлені мембрани для потенціометричного сенсора та дозволяє визначати її у різних об'єктах із високими метрологічними характеристиками. Таблиця 1 Порівняння основних електрохімічних характеристик пікрат-чутливих сенсорів Хіміко-аналітичні характеристики роботи ICE РН Крутизна, мВ/рС Лінійність, моль/л Межа визначення, моль/л Час відклику, с Час життя, місяців Меркурій(І) пікратний сенсор на графітній матриці 6,0-9,0 56,8±0,5 -5 -1 2,5·10 -1,0·10 -5 1,3·10 25 6 Сенсор на основі ІА бутилродамін С пікрату 2,0-11,0 58,0±2,0 -6 -1 8·10 -1·10 -6 4,0·10 3-5 >12 Таблиця 2 Порівняльна характеристика коефіцієнтів потенціометричної селективності сенсорів Іон, речовина Фенолят Саліцилат Оксалат Фталат Цитрат Бензоат Форміат Ацетат Сl 2,4-Динітрофенол 2-Нітрофенол Коефіцієнт селективності Меркурій (І) напроксенатний Сенсор на основі ІА бутилродамін С сенсор на графітній матриці пікрату -3 -4 7,0·10