Состав для изготовления угольно-пастового электрода для определения содержания цианид-ионов

 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к составу для изготовления угольно-пасто вого электрода, применяемого для вольт-амперометрического определения цианид-ионов. Сущность изобретения заключается в том, что состав пасты включает жидкокристаллическое органическое вещество - (4-гептилоксибензоилокси}-бензальдимино-М-додецил- 2-олят меди (II) в количестве 10-15 мас.%, парафин 17-20 мас.% и остальное угольный порошок. Определению CN-ионов не мешает присутствие бромидов, хлоридов, сульфидов , оксалатов, раденидов. Смик 5.7х 10 моль/л. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.г гт гл г и

° °, г1;"-;. .тPТP з Р, Т; огиз в ил таз! в:".ваз;-:.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4864682/25 (22) 16,07.90 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова (Ленина) и Казанский фиЗико-технический институт Казанского

;научного центра АН СССР (72) Н.А.Улахович, Д.З.Закиева, Ю.Г.Галяметдинов, Г.К.Будников и А,В.Дукина . (56) VNsser К. 2. Anal. Chem, 1977, ч. 286, М

5 р. 351-354.

Авторское свидетельство СССР

N. 1679351, кл. 6 01 N 27/48, 1990. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГОЛЬНО-ПАСТОВОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ОПРЕ-.

ДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦИАНИД-ИОНА

Изобретение относится к аналитической химии. в частности к составу для изготовления угольно-пастового электрода (УПЭ), применяемого в вольтамерометрических методах анализа при определении цианид-ионов, и может быть использовано в аналитическом контроле гальванических производств и окружающей среды.

Известен. способ полярографического определения микооколичеств CN-ионов.

Определение проводят в присутствии 0,05:

M йа2СОз, содержащего 0,015% тритона Х.100. Методика позволяет обнаружить до 1.5. мкг/л.

При определении CN-ионов применяются УПЭ, модифицированные жидкокриствллическими соединениями. Эти электроды имеют ряд преимуществ: двумерная упорядоченность смектических жидких

„„53J „„1749820 А1 (я)з G 01 N 27/48 зТ 1 "

2 (57) Изобретение относится к аналитической химии, в частности к составу для изготовления угольно-пастового электрода, применяемого для вольт-амперометрического определения цианид-ионов. Сущность изобретения заключается в том, что состав пасты включает жидкокристаллическое органическое вещество — бис-(4-N(4-гептилоксибензоилокси)-бенэальдимино-N-додецил2-олят) меди (И) в количестве 10 — 15 мас.%. парафин 17-20 мас,% и остальное угольный порошок. Определению Сй-ионов не мешает присутствие бромидов, хлоридов, сульфид9ов, оксалатов, раденидов. С ин = 5.7х

10 моль/л, 1 табл, кристаллов обеспечивает высокую упорядо- э ченность на поверхности электрода, в связи с с чем повышается чувствительность опреде- р ления, не требуется предварительной обработки образцов, быстрота приготовления электрода и проведения всего анализа, про- ©О стота обновления поверхности электрода.

Наиболее близким техническим реше- C) нием к изобретению является состав для изготовления УПЭ, соаержащий 2,14 г (65 мас.%) порошка спектрального угля марки

В-З, 0,66 r (20 мас.%) парафина и 0,50 г (15 мас.%) жидкокристаллического 4-(амилокси)-N-(галогенфенил)-бензал ьдимин-2-ола.

Использование жидкокристаллических оснований Шиффа в качестве органического реагента в известном составе позволяет осуществить избирательную экстракцию серебра в пасту электрода и существенно сни1749820 зить предел его обнаружения эа счет концентрирования на электроде. Предел обнаружения ионов серебра в условиях дифференциально-импульсной вольтамперометрии равно 5,0 10 моль/л, Sr 0,04.

Определению не мешает присутствие 100кратного избытка ионов кобальта(Н), никеля (! !), цинка (! !), железа (И!), марганца (Н).

Однако способ не пригоден для определения низких концентраций цианид-ионов.

Предел обнаружения цианид-ионов равен

1,1 10 моль/л.

Целью иэоб йй ения является повышеwe точности, избирательности и чувствительности вольтамперометрического определения цианид-ионов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления УПЗ, содержащий угольный порошок, парафин и органический реагент, в качестве органического реагента содержит жидкокристаллический комплекс меди формулы:

C H, O OcDO©ocH=N-С, Н о, Я

Cu/g при следующем соотношении компонентов, мас. : парафин 17-20; комплексное соеди. нение (!) 10-15; угольный порошок — остальное.

В таблице представлены результаты, подтверждающие, что использование жидкокристаллического комплекса в качестве органического реагента в составе для изготовления угольно-ластового электрода .позволяет осуществить избирательную экстракцию цианид-ионов в пасту электрода и существенно снизить предел его обнаружения за счет концентрирования на электроде. Определению не мешают хлорид-, бромид-, сульфид-, оксалат-, роданидионы. При этом уменьшается время анализа, процесс определения цианидионов упрощается: он не требует отделения мешающих ионов, отсюда возможность измерения содержанйя цианид-ионов непосредственно в контролируемой среде (гальванические ванны, злектрохимические реакторы, сточные воды, биологические объекты), Кроме того, необходимо отметить интегральный характер получаемого результата, что существенно для систем с непостоянной величиной концентрации по объему и по времени. Концентрирование на поверхности электрода в течение 15 мин позволяет получить не мгновенное. а суммарное, т,е. усредненное значение концентрации цианид-ионов, Достоинствами изобретения являются высокая селективность (определению CNионов не мешает присутствие посторонних ионов), хорошая воспроиэводимость получаемых результатов, низкий предел определяемых концентраций (С = 5,7 ° 10

-9

5 моль/л), интегральный характер получаемого результата, непродолжительность процесса накопления (15 мин).

Пример 1 (по предлагаемому способу).

Тщательно перемешивают 2,71 r (б8 мас. )

10 порошка спектрального угля марки 8-3. 0,81

r (20 мас. ) парафина и 0,48 г (12 мас. ) жидкокристаллического бис-(4-N-(4 -гептилоксибензоилокси)-бен зал ьдими но-N-додецил-2-олята):меди (И) (соединение 1):

Я С Н О-а-сОО ОСН=И с Н1

7 15

0, Со! 2

Полученную гомогенную смесь нагрева20 ют в фарфоровой чашке до температуры перехода кристалл-мезофаза (Т = 200 С) и быстро переносят в тефлоновую трубку диаметром 5 мм и выравнивают поверхность электрода на фильтровальной бумаге. Кон25 тактом служит медная проволока. Помещают электрод в буферный раствор (рН =

10,05), содержащий цианид-ионы, 10-кратный избыток роданид-ионов и 100-кратный избыток хлорид-, бромид-, сульфид-, оксалат30 ионов, и выдерживают в нем при перемешивании раствора С постоянной скоростью 15 мин, Затем регистрируют вольтамперограмму с линейной разверткой потенциала относительно платинового электрода в

35 диапазоне потенциалов от О до +1,0 В при скорости поляризации 0,1 В. Концентрацию цианид-ионов рассчитывают по высоте пика окисления при потенциале +0,92 8, используя градуировочный график, построенный

40 по стандартным растворам CN-ионов в тех же условиях, Перед каждым последующим измерением выдавливают иэ электрода столбик пасты длиной 3-4 мм и срезают его.

При концентрации цианид-ионов в растворе

45 1 10 моль/л определяют концентрацию (1,1 . 0,05) 10 моль/л при относительном стандартном отклонении Sf = 0,04. Предел обнаружения Cronin составляет 5,7 10 моль/л, 60 Пример ы 2, 3 (контрольные), Изготовление угольно-пастового электрода и определение CN-ионов проводят как в примере 1.

Пример ы 4, 5 (контрольные), Уголь55 но-пастовые электроды. состав которых указан в таблице, готовят и используют как в примере 1, fl р и м е р 6 (контрольный), Угольно-пастовый электрод готовят по примеру перемешиаанием угольного порошка и

1749820 парафина с жидкокристаллическим бис(4- и нагреванием до температуры перехода гептилокси-М-4-(4-додецилоксибензоилок- кристалл-мезофаза (Т = 68 С). си)-бенэальимино-2-олятом) меди (соедине- Пример 12 (по известному способу). ние2): . Угольно-пастовый электрод готовят и исс н 0®си=р©-сОО-©-Ос!2н25 5 пользуют kak s примере 11.

7 IS 1 Составы для изготовления угольно-пасО, / товых электродов и результаты определения цианид-ионов в аммиачном буфере в и нагреванием до температуры перехода присутствии внионов О . Br, S z, Cz04, кристалл-мезофаза (Т = 205 С).. 10 CSN приведены в таблице.

r1 р и м е р 7(контрольный). Угольно-na- - Из данных таблицы и примеров видно, стовый электрод готовят по примеру 1 пере- что при содержании жидкокристаллическомешиванием угольного порошка и го комплекса меди (соединение 1) в составе парафина с жидкокристаллическим бис(2- для изготовления УПЭ более 15 мас. ф ре(4-додецилоксифенилимино)метил-3-гепти- 15 зультаты определения CN-ионов завышены локсифенолятом) меди (11) (соединение. 3): (пример S). Уменьшение содержания комплекса (менее 10 мас. $) также не обеспечи (з вает правильности определений (пример 4).

Таким образом, достоверные результаты . Cu/2

20 обеспечиваются при содержании комплекси нагреванием до температуры перехода ногосоединения 10-15мас.ф,. кристалл-меэофаза (T = 130 С). При применении близких по структуре к

Пример 8(контрольный), Угольно-па- предлагаемому хелатов меди либо не областовый электрод готовят по примеру 1 пере- дающих жидкокристаллическими свойствамешиванием угольного порошка и 25 ми (пример 9), либо имеющих стерические парафина с бис(2-бутилиминометил-3-геп- препятствия (пример 8). не получили полотилоксифенолятом) меди (ll) (соединение 4): жительного результата. сн, Кроме того, при сравнении результатов нФ-Ф сн-н-с-сн, определения цианид-ионов при помощи не

/ сн, 30 модифицированных угольно-пастовых электродов {пример 10) или при помощи УПЭ, и нагреванием дотемпературы плавления(Т, модифицированных шиффовыми основа=108 C). киями (пример 11), аналитйческий сигнал

Пример 9 (контрольный), Угольно-па- отсутствует. Это подтверждает, что полостовый электрод готовят по примеру 1 пере- 35 жительный эффект происходит эа счет обмешиванием угольного порошка и разования на поверхности электрода парафина с бис(2-(фанилимино)метил-3-фе- комплекса меди, цианид-ион в котором конолятом1меди(П)(соединение 5: . ординирован в аксиальном положении по

О г Н, О отношению к иону металла .

40 Таким образом, изобретение позволяет

О P . по сравнению с прототипом повыСить чувст u/g ., :, вительность определения цианид-ионов инагреваниемдотемпературы плавления(Т: вольтамперометрическим методом при ре190 С).: .: .. гистрации анодных кривых и существенно

П р им е р 10(контрольный). Угольно- 45 увеличить избирательность анализа. пастовый электрод готовят по примеру 1 Ф о р мул а и зоб рете н и я перемешиванием угольного порошка с па- Составдляиэготовленияугольно-пасторафином и нагреванием до температуры . вого электрода для определения содержаплавления парафина (Т = 80 С). . ния цианид-ионов, включающий угольный

Пример 11 (по известному способу). 50 порошок, парафин и органический реагент, Угольно-пастовый электрод готовят по при- отличающийся тем, что, с целью меру 1 перемешиванием угольного порошка, повышения точности. избирательности и и парафина с жидкокристаллическим 4(ами- чувствительности вольтамперометрическолокси)-N-(фторфенил)-бенэальдимин2-олом ro определения циайид-ионов, в качестве (соединение 6): 55 органического реагента использован бис- 4(. Н О О г Н 1Я й-(4 -гептилоксибенэоил -окси)-бенэальдимино-N-додецил-2-ол ят) меди формулы

S 11

OH . - c Hso+oc<+00HI4-cqH)) о /

СИ2

1749820 при следующем Соотношении компонентов, мас,$:

Указанный органический

10 — 25

17 — 20

Остальное реагент

Парафин

Угольный порошок

»

»

Найдено CN-ионов, моль/л

Содержание ионов, моль/л

При- Состав электрода, мас. Ф мер

С„;„, моль/л

° »»»» ю»ю ю»» »

1 10 (1,2 0,05) 10 8 5,7.10

0,04 i

l0 (0,9+0,06) 10 а 5,9. 10

0,06 (1 1+0,05) 10 5,5 0

1 l0

0,04 (0,7+0,06). !0 8„4 !о

1 F 10

0,24 (1,5+o,o5). lo 8 6,8 lo

l- 10

0,22

1 ° 10 (1,2+0,06) 10 2,3. 10

0,04

1 !О (o,9+0,05) lo 6,9 ° lo

1 10 (0,9io Ob) 10

6,5 ° 10

0,12

-Z

1 20 То же

1 10

5 l0 {5,2+ 0,o5). 1o-

1,1 10

0,16

Й »» » ° 4»й

Составитель Т.Николаева

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор ММаксимищинец

Редактор Н.Гунько

Заказ 2693 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036, Москва, Ж-Ç5, Раувская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Угольный порошок 68

Парафин 20Соединение 1 12

2 Угольный порошок 68

Парафин 22:

Соединение 10

3 Угольный порошок 68

Парафин 17

Соединение 1 15

4 Угольный порошок 60

Парафин 24

Соединение 1 8

5 Угольный порошок 68 парафин 15

Соединение 1 17

6 Угольный порошок 68

Парафин 20.

Соединение 2 12

7 Угольный порошок 68

Парафин 20

Соединение 3 128 Угольный порошок 68

Парафин 20

Соединение 4 !2

9 Угольный порошок 68

Парафин 20 .

Со едйнение 5 12

l0 Угольный порошок 68

Парафин 32

11 Угольный порошок 65

Парафин 26 Соединение 6 15

12 Угольный порошок 65

Парафин 20..

Соединение 6 15

М »

1 10 Аналитический сигнал отсутствует