Электроды с жидкими мембранами. Жидкая мембрана - это слой растворителя, который не должен растворяться в исследуемом растворе.
Устойчивость мембраны повышается, если к тому же органическая жидкость обладает высокой вязкостью. Низкая диэлектрическая проницаемость жидкого органического вещества способствует ассоциации ионов в фазе мембраны. Высокая селективность к определяемому иону требует большой стабильности ионного комплекса, на которую влияет растворитель. Для создания электродов с жидкими мембранами используют многие органические вещества, либо чистые, либо в соответствующем растворителе.
Общее свойство всех этих соединений - способность селективно связывать некоторые небольшого размера ионы, образуя нейтральные ионогенные группы с ионами противоположного знака заряда в жидком ионообменнике или заряженные комплексы с нейтральными группами органической природы. Жидкие мембраны разделяют две водные фазы. На границе между мембраной и раствором происходит быстрый обмен между свободными ионами в растворе и ионами, связанными органическими группами в фазе мембраны.
Селективность электрода зависит от избирательности этого ионного процесса. В электродах с жидкими мембранами к мембранному веществу предъявляется одно требование, так как если какой-либо ион способен вообще существовать в фазе мембраны, то он в ней будет двигаться по закону диффузии, и поэтому проблема обеспечения подвижности интересующего иона в мембране сама собой разрешается. Селективность жидких мембран будет определяться ограничением внедрения посторонних ионов в поверхность мембраны.
Так как жидкая фаза находится в контакте с водными растворами, она должна быть нерастворимой в воде и иметь низкое давление паров, чтобы избежать интенсивного ее испарения. Эти требованиям могут отвечать жидкие органические вещества обладающие сравнительно большим молекулярным весом и низкими диэлектрическими проницаемостями. К электродам с жидкими мембранами относятся электроды на основе жидких катионитов на основе жидких анионитов.
Электроды на основе жидких катионитов Электродно-активными веществами, определяющими катионную функцию мембранных жидкостных электродов, являются органические высокомолекулярные кислоты и их соли с карбоксильной, сульфо фосфорно- и тиофосфорнокислыми группами. Низкая катионная селективность электродов присуща мембранам содержащим органические сульфокислоты. Гораздо большую селективность проявляют жидкие катионообменные мембран, полученный на основе солей фосфорных и тиофосфорных органических кислот в органических растворителях.
Жидкостные электроды на основе дитизонатов Дитизонаты - вещества, способные давать хелаты с металлическими катионами в растворах в четыреххлористом углероде, бензоле, хлороформе. проявляют нернстовскую зависимость потенциалов и высокую селективность по отношению к ионам Cu2, Pb2, Zn2, Hg2, Ag. Кальций - селективный электрод - наиболее широко исследованы Са2-электроды на основе кальциевых солей диэфиров фосфорной кислоты, в качестве растворителей используют диоктилфенилфосфонат.
Этот электрод функционирует в концентрационном интервале 10-1-10-5 М Са2, при рН6-11. Са2-электрод действует в присутствии ПАВ, анионов гуминовой кислоты, салицилата, фталата, фенола, мочевины. 2 Область применения Са2-электродов - определение коэффициентов активности ионов Са2 определение жесткости воды определение растворимости СаSO4 и СаСО3 исследование ассоциации СаSO4 и MgSO4 в морской воде. Электрод, селективный по отношению к сумме катионов кальция и магния - в качестве жидкостных ионообменников применяли фосфорорганические кислоты, в качестве растворителя - дециловом спирте.
Эти электроды способны обнаруживать нернстовскую зависимость потенциала от суммарной концентрации ионов Са2 и Mg2 в интервале 10-1-10-4 М. Данный электрод используют для определения жесткости воды. Жидкие иониты с активными группами, содержащими серу, должны были бы обладать высокой селективностью относительно ионов тяжелых металлов, которые образуют труднорастворимые сульфиды.1