Потенциометрическое определение хлорид-ионов с применением стеклянных Ag–ИСЭ в сильнокислых водных средах

Хлорид-ионы в электролите существенно влияют на коррозию металлов варочного и теплообменного оборудования химической переработки древесины. Серийно производимые Cl–-ионоселективные электроды (Cl-ИСЭ) с поликристаллическими мембранами из прессованных порошков AgCl и Ag2S химически нестойки в сильнокислых средах, недостаточно чувствительны и селективны для потенциометрического определения Cl–-ионов в присутствии сильных восстановителей и окислителей. Цель исследования – определение кислотостойкости и возможности ионометрического применения Ag-ИСЭ с монолитными мембранами из стекол системы Ag–Ge (As)–S, а также монокристаллов AgAsS2 и Ag3AsS3 в качестве индикаторов конца потенциометрического титрования Cl–-ионов в растворах муравьиной, уксусной и азотной кислот. Ионопроводящие стеклянные материалы для сенсорных мембран Ag-ИСЭ синтезировали в вакуумированных кварцевых ампулах из особо чистых элементных веществ при 650 или 950 С и закаливали в воздухе. Кислотостойкость сенсорных материалов определяли гравиметрическим методом по ГОСТ 7343–41 в 10%-х водных растворах НСOOH, CH3COOH и HNO3 при 17±1 С в течение 250 ч. Потенциометрические измерения с точностью ±0,5 мВ проводили с использованием электрохимической ячейки Ag– ИСЭ | исследуемый раствор¦1М NH4NO3 ¦ 1М KCl | AgCl, Ag. Потенциометрическое титрование проводили с использованием микробюретки с точностью измерения объема ±0,01 мл. Гомогенные Ag+–cенсорные мебраны из стекол системы Ag–Ge(As)–S или монокристалла Ag3AsS3 химически устойчивы в 10%-х водных растворах муравьиной, уксусной и азотной кислот (скорость растворения при 17 С меньше 10 мкг · см–2 · ч–1). Ag–ИСЭ с кислотостойкими стеклянными мембранами Ag20Ge29S51 и AgAsS2 имеют стабильные электродный потенциал и градиент электродной функции 52–58 мВ/ рAg при рAg =1–5 и могут успешно применяться в растворах муравьиной, уксусной и азотной кислот концентрацией до 6 моль/л для определения хлорид-ионов методом потенциометрического осадительного титрования.

1. Власов Ю.Г., Бычков Е.А., Казакова Е.А., Борисова З.У. Халькогенидные стеклянные электроды для определения ионов серебра в сильнокислых средах // Журнал аналитической химии. 1984. Т. 39. № 3. С. 452–455.

2. Власов Ю.Г., Ермоленко Ю.Е., Легин А.В., Рудницкая А.М., Колодников В.В. Химические сенсоры и их системы // Журнал аналитической химии. 2010. Т.65. С. 900–919.

3. Школьников Е.В., Ананьева Г.Ф., Смирнов В.Д. Как снизить коррозию варочных котлов // Бумажная промышленность. 1988. № 12. С. 32–34.

4. Школьников Е.В., Кочерегин С.Б., Дьяченко Ю.И., Мальцева Г.Н. Практикум по физико-химическим методам анализа растворов химической переработки древесины: учеб. пособие для вузов / под ред. Е.В. Школьникова. Л.: ЛТА, 1988. 88 с.

5. Школьников Е.В., Тимошин А.Д. Потенциостатическое исследование ингибирования солянокислотной коррозии стали 10Х18Н10Т водными экстрактами коры сосны и ели // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2002. Вып. 168. С. 155–160.

6. Школьников Е.В. Влияние анионов сульфатного щелока и упругих напряжений на коррозию котельных сталей // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2004. № 1. С. 70.

7. Школьников Е.В., Дьяченко Ю.И., Школьникова А.М. Кинетика растворения стекла AgAsS2 в щелочных восстановительных средах // Журнал прикладной химии. 1994. Т. 67. № 10. С. 1594–1598.

8. Helner E., Burzlaff H. Die Struktur des Smithits AgAsS2 // Naturwissenschaften. 1964. B.51. H.2. P. 35–36.

9. Shkol'nikov E.V., Bakulina V.V., and Shkol'nikova A.M., Kinetics of etching Ag0.2Ge0.3S0.5 and Ag0.7AsSe glasses in acidic oxidizing media // Glass Physics and Chemistry. 1995. Vol. 21, no. 1. Р. 87– 89.

10. Shkol'nikov E.V., Anan'eva G.F. Proximate determination of the pitting susceptibility of austenitic boiler steels // Russian Journal of Applied Chemistry. 1998. Vol. 71, no. 7. P. 1185–1188.

11. Shkol'nikov E.V. Kinetics of acidic oxidative dissolution of vitreous (oxy)chalcogenide materials sensitive to Ag+ (Cu2+, Pb 2+, Tl+) // Glass Physics and Chemistry. 2000. Vol. 26, no. 6. P. 594–601.