Optymalizacja chlorkowych elektrod jonoselektywnych z membraną poliakrylanową Marzena Goławska Wyznaczane współczynników selektywności elektrod zawierających różny skład membrany plastycznej Wpływ zawartości akrylonitrylu (ACN) i akrylanu n-butylu (BA) w kopolimerze na nachylenie charakterystyki Pracownia: Pracownia Elektroanalizy Chemicznej Kierownik pracy: Dr hab. Krzysztof Maksymiuk Opiekun pracy: Dr hab. Agata Michalska–Maksymiuk Elektrody z jonoforem w fazie membrany Elektrody zawierające w membranie jonofor (II) Odpowiedź elektrody jonoselektywnej czułej na jony chlorkowe zawierającej kopolimery ACN i BA (w stosunku molowym 0,92 do 0,08 ) w 0,1M KCl , 0,1M K2SO4 , 0,1M KNO3 , 0,1M salicylanie sodu (SalNa) . Dla membran z największą zawartością akrylonitrylu w kopolimerze (stosunek molowy 0,92 ACN i 0,08 BA) uzyskałam nachylenie charakterystyki najbliższe wartości teoretycznej wynoszące -54,5±0,9 mV/dec (R2=0,999), w zakresie stężeń 10-4-10-1 mol/l. Dla membrany zawierającej najmniej akrylonitrylu (stosunek molowy ACN do BA wynoszący 0,69 do 0,31), w tym samym zakresie stężeń, nachylenie charakterystyki wynosi -49,1±2 mV/dec (R2=0,997). Wstęp Elektrody jonoselektywne z membraną plastyczną są użytecznym narzędziem analitycznym. W ostatnich latach jednym z kierunków rozwoju elektrod jonoselektywnych jest poszukiwanie nowych materiałów matrycy membrany plastycznej. Szczególnym zainteresowanie cieszą się polimery i kopolimery akrylanowe, a zwłaszcza te, które można otrzymać metodą fotopolimeryzacji. O akrylan n-butylu (BA) CH2 CH C O C4H9 Wpływ składu kopolimerów akrylonitrylu (ACN) i akrylanu n-butylu (BA) na parametry analityczne elektrod jonoselektywnych czułych na jony chlorkowe, zarówno zawierających jonofor w fazie membrany jak i bez jonoforu. Elektrody zawierające w membranie tylko wymieniacz jonowy (bez jonoforu) CH2 CH C N akrylonitryl (ACN) Dla membrany z największą zawartością akrylonitrylu w kopolimerze (0,92 ACN i 0,08 BA) uzyskałam nachylenie charakterystyki wynoszące -58,2±2,3 mV/dec (R2=0,996), w zakresie stężeń 10-4-10-1 mol/l. Dla membrany zawierającej najmniej akrylonitrylu (stosunek molowy ACN do BA wynoszący 0,69 do 0,31), w tym samym zakresie stężeń, nachylenie charakterystyki wynosi -57,5±1,9 mV/dec( R2=0,991). Fotopolimeryzacja jest prostą i szybką metodą polimeryzacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego UV. Metodę tę wykorzystałam do otrzymywania membran plastycznych czułych na jony chlorkowe. Nanosiłam mieszaninę zawierającą ACN i BA (w różnych stosunkach molowych), 6% jonoforu (II) chlorkowego, 3% wymieniacza jonowego, oraz dodatki substancji sieciującej (HDDA) i inicjatora fotopolimeryzacji (DMPP) na powierzchnię elektrody z węgla szklistego. Polimeryzacja promieniowaniem UV trwała kilka minut i była prowadzona w atmosferze argonu. Parametry ACN i BA (0,92-0,08) (0,81-0,19) (0.69-0.31) BA* bez jonoforu nachylenie [mV/dec] charakterystyki -54,5±0,9 -52,5±3,0 49,1±2,0 -58,0±0,8 -56,7±2,2 granica wykrywalności (log a) 10-4,5 10-4,4 10-4,2 10-4,8 10-4,9 współczynnik selektywności log K CL, J±SD J = SO42- -1,5±0,1 -1,7±0,2 -0,7±0,2 -0,7±0,1 -1,4±0,1 J = NO3- 0,8±0,1 0,2±0,1 1,5±0,2 2,1±0,1 0,3±0,2 J = Salicylany 2,4±0,5 1,8±0,7 3,4±0,3 3,9±0,3 1,9±0,1 przepływ argonu lampa UV Wyznaczanie oporności membran zawierających różny stosunek molowy akrylonitrylu (ACN) do akrylanu n-butylu (BA) doprowadzanie argonu komora do fotopolimeryzacji elektrody jonoselektywne z membraną plastyczną *M.Lyczewska, M.Wojciechowski, E.Bulska, E.A.H.Hall, K.Maksymiuk, A.Michalska Electroanalysis 19 (2007) 393-397 Elektrody z jonoforem w fazie membrany Dla membrany zawierającej kopolimer akrylonitrylu i akrylanu n-butylu w stosunku molowym wynoszącym 0,81 do 0,19 zarówno z jonoforem, jak i tylko z wymieniaczem jonowym, uzyskałam najbardziej korzystne wartości współczynników selektywności. Wpływ składu kopolimerów akrylonitrylu (ACN) i akrylanu n-butylu (BA ) w różnym stosunku molowym na oporność membrany plastycznej, którą wyznaczyłam metodą chronopotencjometryczną przy użyciu prądu katodowego i anodowego. Skład membrany plastycznej: Przy prądzie polaryzacji wynoszącym 10-7A zmiana kierunku przepływu prądu z katodowego na anodowy wywołuje skokowy wzrost potencjału. Biorąc pod uwagę wielkość tego skoku można wyznaczyć oporność membrany. ACN i BA - matryca membrany Wnioski: Uzyskane wyniki wskazują na możliwość wpływania na parametry analityczne i oporność membrany chlorkowej przez zmianę składu kopolimeru będącego matrycą membrany. 2.Większa zawartość akrylonitrylu w stosunku do akrylanu n-butylu pozwala uzyskać lepsze nachylenie charakterystyki. 3.Wzrost zawartości akrylonitrylu w stosunku do akrylanu n-butylu wpływa na zmniejszenie oporności membrany. 4.Membrana nie zawierająca jonoforu chlorkowego charakteryzuje się podobnymi wartościami selektywności i nieco niższą granicą wykrywalności. 5.Membrany zawierające jako matrycę akrylan n-butylu z akrylonitrylem wykazują korzystniejsze współczynniki selektywności w porównaniu z membraną zawierającą tylko akrylan n-butylu. akrylonitryl, akrylan n-butylu MTDDACl- - wymieniacz jonowy chlorek tridodecylometyloamoniowy HDDA - substancja siecująca diakrylan heksanodiolowy Oporność membran z największą zawartością akrylonitrylu w kopolimerze (0,92 ACN i 0,08 BA) wynosi 2,9*106 Ω. Membrany z największą zawartością akrylanu n-butylu (stosunek molowy BA do ACN wynoszący 0,31 do 0,69) wykazują oporność równą 9,1*107 Ω. DMPP - inicjator fotopolimeryzacji 2,2-dimetylo-2-difenyl Jonofor II - chlorkowy ETH 9009