Іонометрія у багатокомпонентних і організованих розчинах: параметри електродного відгуку, особливості градуювання і іонобуферні системи - Автореферат

Для поширення області застосування ІСЕ на багатокомпонентні системи та нові середовища актуальним є створення метрологічних засад вимірювань, що включають відповідні способи градуювання ІСЕ і усунення завад і базуються на вивченні та кількісному описі впливу матричних компонентів та розчинника на відгук ІСЕ. 10036047 “Розробка засобів метрологічного забезпечення іонометрії в водяних та неводних середовищах і кондуктометрії при низькій (нижче 10-4 См/м) питомій електропровідності ”, що входила до НТП ДКНО СРСР “Создание новых высокоэффективных методов и приборов анализа веществ и материалов” (наказ ДКНО № 454 від 02. 07. 90), (відповідальний виконавець, керівник теми) ; ДР № 0194U0121423 “Метрологічне забезпечення іонометрії в водяних та неводних середовищах і кондуктометрії при низькій (нижче 10-4 См/м) питомій електропровідності”, (керівник теми) ; ДР № 0197U01497 “Фізико-хімічні засади функціонування засобів вимірювання на основі іонообмінних матеріалів”, що входила до міжвузівської наукової програми України “Достандартизаційні дослідження нових методів та засобів метрологічного забезпечення випробувань і контролю фізико-механічних і хімічних властивостей сучасних матеріалів та діагностики виробів і складних систем з їх застосуванням” (1996-2000 роки) (керівник теми) і до плану робіт, що координувалися Науковою радою з проблеми “Неорганічна хімія” НАН України. Мета дослідження - поширення області застосування іонометрії шляхом усунення завад на основі кількісної характеристики чинників, що впливають на аналітичний сигнал; розробка засобів градуювання електродів, включаючи іонобуферні системи в водних, змішаних та організованих розчинах; підвищення надійності іонометричного визначення загальних, рівноважних концентрацій і активностей іонів у складних гомогенних і мікрогетерогенних системах. Для досягнення мети необхідно було розвязати наступні задачі: дослідити різні типи ефектів матриці при вимірюваннях з іонселективними електродами серійного випуску у водних розчинах (змінювання коефіцієнтів активності потенціалутворюючого іону та дифузійного потенціалу; іонообмінна конкуренція; зміна хімічної форми потенціалутворюючого іону) ; одержати параметри впливу іонної сили на коефіцієнти активності катіонів та аніонів різної природи (одно-та двозарядні катіони, аніони нітрату, перхлорату, тетрафторборату, додецилсульфату) у розчинах одного та двох електролітів; створити шкали активностей іонів для градуювання відповідних мембранних електродів у водних розчинах;В першому розділі наведено критичний огляд літератури з проблем градуювання в іонометрії та факторів, що впливають на електродний відгук мембранних ІСЕ в водних розчинах, змішаних розчинниках і системах з більш високим рівнем структурної організації - організованих розчинах поверхнево-активних речовин (ПАР). В третьому розділі одержано набір параметрів, що характеризують вплив іонної сили і конкуруючих іонів на електродний відгук Ag -, K -, NH4 -, Ca2 -, Mg2 -, NO3-, CLO4-, BF4-, додецилсульфат (DS-) - селективних електродів у традиційному для іонометрії діапазоні концентрацій (вище 10-4 - 10-5 моль/л) і забезпечують розрахунковий підхід до усунення завад при визначеннях активності та концентрації іонів. 1, 2) відображають сумарний ефект зміни як дифузійного потенціалу, так і коефіцієнта активності іона при зміні концентрації розчину. Достовірність результатів підтверджують такі докази: концентраційні залежності ? відповідають теоретичним уявленням; коефіцієнти активності іонів К близькі до значень середніх коефіцієнтів активності KCL при І <0, 3 моль/л; значення параметрів a і b рівняння (2) для іона Ag близькі до значень, одержаних раніше при вивченні розчинності Ag2О в присутності KNO3. Тестування електродів, призначених для визначення сумарної активності іонів, таких, наприклад, як ІСЕ для визначення твердості води, має включати перевірку ідентичності відгуку на кожний з іонів, що визначається.Детально охарактеризовано вплив чинників середовища на аналітичний сигнал іонометрії і на цій основі створено комплекс ефективних методичних і метрологічних засобів усунення завад при іонометричних визначеннях у багатокомпонентних системах, змішаному середовищі і організованих розчинах ПАР. Як показує аналіз розвитку іонометрії, шлях до поширення області застосування ІСЕ і підвищення точності іонометричних визначень полягає в усуненні завад, зумовлених впливом компонентів матриці на аналітичний сигнал. Методичну основу усунення завад складають засоби градуювання, адекватні конкретним задачам іонометричних визначень, та кількісні характеристики, необхідні для розрахункових поправок на різні типи завад: зумовлених змінюванням коефіцієнту активності і дифузійного потенціалу, невисокою селективністю ІСЕ в присутності конкуруючих іонів, специфічним впливом лігандів, впливом природи розчинника та агрегатів мікрогетерогенних середовищ. Вперше одержано повний набір параметрів, що характеризують вплив іонної сили і конкуруючих іонів на електродний відгук Ag -, K -, N

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ