Диссертация (1150297), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Наа рисункке 1 преедставленны схемыы двух видов индикаторирныхпотенцциометриических эллектродовв с твердыым и жиддким конттактом.Рисуунок 1-ССхемапоттенциометтрических сенсороов с жидкким (слеваа) и тверддым(спррава) конттактом [49].ФФормироованиерегистриррруемогоскачкапотенцииалачувстввительнойй мембрране. Чуувствительные меембраныпрооисходиттнабываютт несколлькихвидов[[46]:стеклаа;стекклянные мембранны, в оснновном иззготавливваются изз силикаттного14 -кристаллическиемонокристаллическиемембраны,(фторвселективныесвоюочередьмембраныбываютизLaF3)иполикристаллические (представляют собой смесь Ag2S c низко растворимымисульфидами металлов или солями серебра, например PbS и AgBr соответственно);-полимерные пластифицированные мембраны, содержащие ионофорыи липофильные добавки, введенные в полимерную матрицу (поли(винилхлорид)илисиликоновуюрезину).Использованиеполимероввкомбинациисрастворителем-пластификатором позволяет получить пластичные мембраны сбольшим числом различных компонентов.
Возможность варьировать составытаких мембран определил рост интереса к сенсорам на их основе.Дляпотенциометрическихизмеренийнеобходимокакминимум2электрода: электрод сравнения, потенциал которого не зависит от составараствора,ииндикаторныйэлектрод,чувствительнаямембранакотороговзаимодействует с потенциалопределяющими компонентами анализируемогообразца, в результате чего происходит изменение межфазного потенциала.
Болееподробно с теоретическими и практическими аспектами функционирования ИСЭможно ознакомится в соответствующей литературе [50, 51, 52].Прежде чем проводить измерения с потенциометрическими сенсорами,необходимо определить функциональную зависимость между потенциаломсенсора и концентрацией определяемого компонента. В соответствие сопределением ИЮПАК потенциал ионоселективного электрода (ИСЭ) долженлинейно зависеть от логарифма активности определяемого иона.
Тогда дляинтерпретации отклика сенсора строят градуировочный график E=f(lg ai) илииспользуют уравнение Никольского:RTpot zi / z j0EE ln(a K ij a j)izi Fj(1)где E0 – стандартный электродный потенциал; F – число Фарадея; R –универсальнаягазоваяпостоянная;T–температура;zi–зарядпотенциалопределяющего иона; ai – активность потенциалопределяющего иона;15 Kijpot – коэффициент селективности; zj – заряд мешающего иона; aj – активностьмешающего иона. Тангенс угла наклона линейного участка графика функцииE=f(lga i)называютчувствительностью.Теоретическиезначениячувствительности при 25оС: для однозарядных ионов (±)59 мВ/дек, длядвухзарядных (±) 29,5 мВ/дек, а для трехзарядных (±) 19,7 мВ/дек.
Помимочувствительности к основным характеристикам потенциометрических сенсоровотносятся: рабочий диапазон pH, время отклика и время жизни сенсора.Селективность – параметр, который определяют именно для ИСЭ, посколькутакиесенсорыдолжныизбирательновзаимодействоватьспотенциалопределяющим ионом в присутствие мешающих ионов. Величинукоэффициента селективности оценивают различными способами, напримерметодом биионных потенциалов или смешанных раствор, но только относительноодного мешающего иона.
Зачастую именно ограниченная селективностьсокращает возможности применения ИСЭ на практике, поскольку многиереальные растворы содержат компоненты понижающие чувствительность сенсорак целевому иону. Сильное влияние мешающих ионов особенно характерно дляэлементов со схожими химическими свойствами, к которым относятся РЗЭ.Некоторые результаты работы множества исследователей по поиску ИСЭ,чувствительных к катионам РЗЭ приведены в таблице 1.Таблица 1Результаты исследований по разработке ИСЭ к различным РЗЭ и ихосновные свойстваЭлементНаименование мембраноактивногокомпонентаИттрийY (III)ЛантанLa (III)1.0 × 10-4 –1.0 × 10 -11,3,5-тритиациклогексан8.0 × 10 -6 –5.0 × 10 -2Моноза-12-краун-43.2 × 10-5 –1.0 × 10-15,14-N,N`-гидраоксифенил-4,151.8 × 10-6 –диоксо-1,5,14,18-тетраазагексокосан 1.0 × 10-14-метил-2-гидразинобензотиазол1.0 × 10 -7 –1.0 × 10 -1Молибдовольфрамат олова (IV)ДиапазонлинейностиУголнаклона,мВ42.0pH19.85.0-8.0 [54]20.53.0-7.0 [55]20.03.06.53.010.019.8Лит.ссылка2.1-9.1 [53][56][57]16 ЛантанLa (III)N-(Гексагидроциклопентапиррол2(1H)-илкарбамоил)-4метилфенилсульфонамид(Гликлазид)Бис-2-меркаптоанилдиацетил1.0 × 10-1 –1.0 × 10-61.0 × 10 -5 –1.0 × 10 -1Бис-тиофенолфенилен-1,3-диамин 1.0 × 10-7 –1.0 × 10-1N,N`-адипилбис-51.0 × 10 -6 –фенилазосалицилальдегидгидразон 1.0 × 10-2Бис-2-метилбензальдегидбутан-2,3- 1.0 × 10-5 –дигидразон1.0 × 10-12,2`-дитиодипиридин7.1 × 10-6 –2.2 × 10-2N,N'-[(метилимино)диметилидин]ди- 1.0 × 10-7 –2,4-ксилидин1.0 × 10-1(Амитраз)Бис-(5-нитро-2-фуральдегид)бутан- 1.0 × 10-7 –2,3-дигидразон1.0 × 10-13-гидрокси-N`-(пиридин-21.0 × 10-7 –илметилен)-2-нафтогидразид1.0 × 10-28-амино-N-(21.0 × 10-7 –гидроксибензилиден)нафтиламин1.0 × 10-1N`-(1-пиридин-2-илметилен)-21.0 × 10-6 –фурогидразид1.0 × 10-1N-(2-пиридил)-N`-(44.0 × 10-8 –метоксифенил)тиомочевина1.0 × 10 -1ЦерийАрсенат антимонида циркония (IV) 5.0 × 10-5 –Ce (III)1.0 × 10-11,3,5-тритиан4.7 × 10-8 –2.5 × 10-4Пиперонилидин-42.5 × 10-5 –(2,2)парациклофениламин1.0 × 10-1N-[(Z)-2-хлоро-2-(1-гидрокси-1,1,1- 6.6 × 10-7 –трифенилфосфоранил)-1-этенил]-4- 6.2 × 10-2этил-1-бензолсульфамид2-аминобензотиазол2.0 × 10-6 –2.0 × 10-2N,N`-бис-[21.41 × 10-7 –(салицилиденамино)этил]этан-1,2- 1.0 × 10-2диамин1,4,7-тритиациклононан5.0 × 10-6 –5.0 × 10-24-(4`-нитробензил)-1-фенил-3,52.5 × 10-6 –пиразолидинедион1.0 × 10-1N`-[(2-гидроксифенил)метилиден]-2- 1.0 × 10-5 –фурогидразид1.0 × 10-112Празеодим N` ,N` -бис-(2-оксо-1,21.0 × 10-6 –Pr (III)дифенилэтилиден)этандигидразид1.0 × 10-2 Продолжение таблицы 120.14.0-8.0 [58]19.74.0-8.0 [59]19.63.5-9.5 [60]19.44.0-8.0 [61]19.83.0-9.4 [62]20.03.3-8.0 [63]19.83.0-9.0 [64]19.84.0-7.5 [65]19.23.0-9.0 [66]20.34.0-9.0 [67]19.219.63.5[68]10.04.0-9.0 [69]52.0na19.219.32.0[71]10.04.5-8.0 [72]19.54.5-8.5 [73]19.64.1-7.3 [74]20.03.0-8.0 [75]19.45.0-8.0 [76]19.54.0-8.0 [77]19.43.5[78]10.02.8-8.7 [79]19.6[70]17 Празеодим N`-(пиридин-2Pr (III)илметилен)бензогидразидНеодимТангстофосфат циркония (IV)Nd (III)5-пиридино-2,8-дитиа[9](2.9)-1,10фенантролинефанN-(2-фурилметилен)пиридин-2,6диамин2-[[(6-аминопиридин-2ил)имино]метил]фенолБензил-бис-тиосемикарбазонСамарийSm (III)ЕвропийEu (III)-61.0 × 10 –1.0 × 10 -21.0 × 10 -1 –5.0 × 10 -51.0 × 10-6 –1.0 × 10-21.0 × 10-5 –1.0 × 10-21.0 × 10-5 –1.
0 ×10-21.0 × 10-6 –1.0 × 10-22.6 × 10−7 –1.0 × 10−15-[[1-[3-[3-[(5-меркапто-1,3,4триадиазол-2-илимино)метил]-1Ниндол-1-ил]пропил]-1Н-индол-3ил]метиленамино]-1,3,4-тиодиазол2-тиолN-[[1-[3-[3-[(тиазол-23.1 × 10−8 –илимино)метил]-1Н-индол-11.0 × 10−1ил]пропил]-1Н-индол-3ил]метилен]триазол-2-аминБоратофосфат олова (IV)1.0 × 10-5 –1.0 × 10-14,5,6,7-тетратиоцино-(1,2-b-3,4-b`)- 1.0 × 10-5 –диимидазолил-1,3,8,10-тетраэтил1.0 × 10-12,9-дитион (Et4todit)Изопропил-21.0 × 10-5 –[(изопропоксикарботиоил)дисульфа 1.0 × 10-1нил]этантиоат1-циклогексил-3- [[пара-2-(51.0 × 10-6 –метилпиразинкарбоксамид) этил]1.0 × 10-1фенил] сульфонил] мочевина.(Глипизид)3-[[2-оксо -1(2Н)1.0 × 10-6 –аценафтиленилиден]амино]-21.0 × 10-1триоксо-1,3-триазолидин-4-он1-фенил-3`(21.0 × 10-6 –нитрофенил)спиро(оксиран -2,41.0 × 10-1пиразолин)-3,5-дионТангстофосфат титана (IV)1.0 × 10-5 –1.0 × 10-12-[[2-фенил-2-(пиридин-25.7 × 10−8 – 1.0ил)гидазоно]метил]фенол× 10−1N,N-диэтил-N-(4-гидрокси-6метилпиридин-2-ил)гуанидинN`-(2-гидрокси-1,2дифенилэтилиден)бензогидразид7.0 × 10-5 –1.0 ×10-11.0 × 10-7 –1.0 × 10-2Продолжение таблицы 121.13.5-8.0 [80]19.83.0-7.0 [81]20.04.0-6.5 [82]19.64.0-8.0 [83]19.63.5-8.5 [84]19.73.7-8.3 [85]19.33.5–8.0[86]19.83.5–8.0[79]40.025.04.0[87]10.04.0-6.5 [88]19.54.0-7.0 [89]19.84.0-8.0 [90]19.33.5-7.5 [91]19.34.0-8.2 [92]21.02.9-8.9 [93]19.573.5–8.519.83.0 - [95]7.03.2-8.9 [96]21.0[94]18 4-(2-гидроксибензилиденамино)-6- 1.0 × 10-1 –метил-3-тиоксо-3,4-дигидро-1,2,4- 1.0 × 10-6триазин-5(2Н)-онБис-тиофенолбутан-2,3-дигидразон 1.0 × 10-5 –1.0 × 10-24Е-4-(2-фенилвиазенил)-2-[(Е)-(24.0×10-7 –аминоэтилимино)метил]фенол1.0×10-2Гадолиний Тангстофосфат циркония (IV)1.0 × 10-5 –Gd (III)1.0 × 10-11-(4-нитрофенил)-3-(41.0 × 10-6 –фенилазофенил)триазин1.0 × 10-2Бис-тиофеналпиридин-2,6-диамин 1.0 × 10 -6 –1.0 × 10-1Тангстофосфат олова (II)1.0 × 10-6 –1.0 × 10-1N-2-пиридил-N`-43.0 × 10 -7 –нитрофенилтиомочевины1.0 × 10 -16-метил-4-[[1-(21.0 × 10-6 –тиенил)метилиден]амино]-31.0 × 10-1триоксо-3,4-дигидро-1,2,4-триазин5-2N-он5-метокси-2-[(4-метокси1.0 × 10-5 –3,5-диметилпиридин-2-ил)1.0 × 10-1метилсульфинил]-1Н-бензимидазол(Омепразол)2-[[3-[(2-сульфанилфенил)имино-1- 1.0 × 10-5 –метилбутилиден]амино]фенилгидрос 1.0 × 10-1ульфидN′-(2-оксо-1,2-ди(пиридин-2-ил)1.0 × 10-6 –этилиден)фуран-2-карбоксигидрозид 1.0 × 10-2ТербийБоратофосфат циркония (IV)1.0 × 10-4 –Tb (III)1.0 × 10 -1N,N-бис-пирролидинбензол-1,21.0 × 10 -5 –диамин1.0 × 10 -1N-фенил-21.0 × 10-6 –(фенилкарбонотиоил)гидрацинкарбо 1.0 × 10-2ксамидДиспрозий Молибдат антимонида циркония1.0 × 10–4 –Dy (III)(IV)1.0 × 10–1ЕвропийEu (III)ГольмийHo (III)3-[(пиридин-2- илметилен)-амино]2-тиоксо-4-онN-(4,5-диметил-2(пиколинамидо)финил)пиколинамидN-хинолин-2-карбоксамидо-8аминохинолин4-хлоро-1,2-бис(2пиридинкарбоксамидо)бензол1.0 × 10-6 –1.0 × 10-21.0 × 10-6 –1.0 × 10-21.0 × 10-6 –1.0 × 10-21.0 × 10-6 –1.0 × 10-2 Продолжение таблицы 119.73.5-7.8 [97]19.73.0-8.5 [98]18.83.5-8.0 [99]30.019.93.0[100]10.02.6-8.7 [101]19.43.5-8.0 [102]28.019.93.4[103]10.24.0-9.0 [104]19.83.2-8.7 [105]19.34.010.019.84.0-8.0 [107]19.94.2-8.0 [108]45.02.0[109]10.03.5-7.7 [110]19.8[106]19.72.8-8.5 [111],[112]44.02.1-9.8 [113]21.04.0-7.5 [114]20.13.5-9.4 [115]20.42.4-7.4 [116]19.72.7-9.8 [117]19 Эрбий Er(III)N'-(2-гидрокси-1,2дифенилэтилиден) бензогидрозидбис[2[(фениламино)карбонил]гидрозид]щавелевой кислоты1,5-бис(o-метоксибензоат)- 3тиопентанэтилен гликоль(2-аминоэтил)N,N,N′',N′'-тетрауксусной кислотыИттербий 4-метоксибензилкарбозатYb (III)1.0 × 10–10 –1.0 × 10–31.0 × 10–7 –1.0 × 10–21.0 × 10-6 –1.0 × 10-23.0 × 10-9 –1.0 × 10-21.0 × 10-6 –1.0 × 10-21.0 × 10-7 –1.0 × 10-2Продолжение таблицы 117.53.0-9.0 [118],21.03.2-8.9 [119]19.72.710.222.11.5-6.7 [121]21.33.0-8.5 [122]19.82.2-9.7 [123][120]Проведено множество исследований по разработке лантанид селективныхэлектродов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
