文摘

PVC膜电极的结构和性能对钠dodecylsulfate (SDS)描述。电极是基于十六烷基三甲基bromide-Sodium dodecylsulfate (CTA)⁺DS⁻PVC膜)离子对离子载体,显示一个Nernstian的斜率−58±5.0×10 0.9 mV /十年⁻⁶2.5×10⁻³摩尔L⁻¹浓度范围和检测极限为2.9×10⁻⁶摩尔L⁻¹。电极可用于3个月没有显示显著变化斜率的价值或工作范围。电极也应用pH值范围宽,响应时间短。电极显示了一个选择性响应SDS和不良反应常见的无机阴离子。选择性序列发现SDS > HCO₃⁻> CH₃首席运营官⁻> Cl⁻>我⁻>没有₃⁻≈Br⁻> F⁻>有限公司₃²⁻> C₆H₅O₇³⁻> C₂O₄²⁻>所以₄²⁻> C₄H₄O₆²⁻>所以₃²⁻>阿宝₄³⁻。电位选择性系数确定是表明常见阴离子不会干涉SDS的决心。电极已经利用电极作为终点指标涉及季铵盐为滴定剂的电位滴定。

1。介绍

阴离子表面活性剂广泛应用于工业和国内领域,例如,在洗涤代理、家用清洁剂和个人护理产品。传统的阴离子型表面活性剂浓度分析方法需要繁琐的程序(如液体和气体色谱法),或者使用大量的不良溶剂(如氯仿的光谱光度测量的“亚甲蓝”方法)(1- - - - - -4]。这些方法的另一种选择是使用电极(如离子选择性电极5- - - - - -10]或离子选择场效应晶体管(11- - - - - -15])。使用离子选择性电极电位方法发现广泛应用在不同的领域的分析成本低、敏感,适用范围广泛的实验条件(16]。

表面活性剂滴定是基于所谓的对手反应,离子表面活性剂与电荷相反的离子反应形成水不溶性盐(离子对)17- - - - - -20.];当电荷相反的离子表面活性剂相互反应等摩尔的,电极的潜力大大改变;那么终点就可以检测到的电极。

表面活性剂的使用选择性电极的电位测定阴离子表面活性剂浓度被描述在几个文件。基于单壁碳纳米管的表面活性剂选择性电极由纳杰菲et al。21)是用来确定CTA的浓度⁺和DS⁻。胡安·索托和同事(1,22]构造阴离子表面活性剂的离子选择性电极使用一个新的aza-oxa-cycloalkane和cyclam导数在PVC膜活性离子载体。

目前调查工作的可行性制备稳定、寿命长、高选择性、快速响应阴离子表面活性剂离子选择性电极。PVC膜电极是基于十六烷基三甲基bromide-sodium dodecylsulfate (CTA)⁺DS⁻)离子对离子载体和di-n-octyl-phthalate作为增塑剂(计划)。这个电极配置提供的敏感性和稳定性很高,足以让准确测定阴离子表面活性剂的低水平直接电位法和电位滴定。

2。实验

2.1。试剂

dodecylsulfate钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、季铵盐和高分子量聚(氯乙烯)来自奥尔德里奇(分析纯)。Di-n-octyl-phthalate(计划)和四氢呋喃(四氢呋喃)都是来自天津kermel化学试剂公司。所有其他试剂用于制备电极均为分析纯。蒸馏水制备的解决方案和用于所有玻璃器皿的清洗,在实验装置。

2.2。装置

电位测量进行pH值^年代3 c pH / mV计和饱和甘汞电极(SCE)作为外部的参比电极。pH值^年代3 c pH / mV计和饱和甘汞电极是购自上海精密科学仪器有限公司有限公司指示电极是白手起家的阴离子型表面活性剂选择性电极。电位滴定的帮助下进行自动滴定管和titroprocessor(北京Xianquweifeng科技开发公司)使用25.0±0.1°C water-thermostated船和一个自动滴定管。

2.3。电极的制备

表面活性剂离子选择性电极是根据经典的方法描述在文献[23),准备可以制定如下。

2.3.1。离子对的准备

的离子对CTA⁺DS⁻克分子数相等的金额由浇注在一起的十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)在热溶液。的离子对CTA⁺DS⁻形成白色沉淀,过滤,用蒸馏水洗净,从热丙酮重结晶两次。

2.3.2。膜的制备

获得最好的膜,PVC:夹住2:3,包含10⁻³摩尔CTA⁺DS⁻离子对每公斤的PVC和夹住的混合物。PVC、夹住,CTA⁺DS⁻离子对在四氢呋喃溶解,倒在平底玻璃盘。四氢呋喃溶液在室温下的蒸发48 h,然后获得了必要的膜。

2.3.3。电极的建设

直径1.0厘米的磁盘从获得的膜和附加的PVC管使用PVC的解决方案溶解在四氢呋喃(四氢呋喃)胶粘剂。Ag / AgCl电极作为内在的参比电极。1.0×10⁻³摩尔L⁻¹SDS和1.0×10⁻³摩尔L⁻¹氯化钾溶液混合物被用来作为内部解决方案。分别制作电极,电极的先决条件是10⁻³摩尔L⁻¹SDS溶液中24小时。

2.4。理论

快速和可靠的用表面活性剂离子选择性电极电位分析方法已经开发了表面活性剂的测定;表面活性剂浓度和潜在符合Nernstian方程写成 在哪里代表平衡电极电位,是标准的电极正式的潜力,气体常数,是温度,电极反应的电子转移数,法拉第常数,是SDS的活动解决方案。因此,表面活性剂的浓度可以从获得使用表面活性剂离子选择电极电位法测量。

2.5。Emf和滴定过程测量

外参比电极是一个饱和甘汞电极和白手起家的电极是用于所有EMF测量。电位测量进行了通过使用以下细胞组装:外部参比电极,饱和氯化钾溶液、样品溶液,PVC膜,内部解决方案,和Ag / AgCl。所有潜在的测量进行了pH值^年代3 c pH / mV计。根据固定电位选择性系数测定干扰方法使用2.5×10⁻²摩尔L⁻¹解决干扰离子。校准曲线是由策划潜力,,而对数的十二烷基硫酸钠(SDS)的浓度。

电极与标准校准解决方案的SDS 1.0×10的范围⁻⁷5.0×10⁻²摩尔L⁻¹。测试解决方案用于滴定的体积为25.0毫升。滴定剂的剂量率为0.1毫升⁻¹。滴定液的浓度季铵盐为4.043×10⁻³摩尔L⁻¹。所有的测量和滴定法进行为25.0±0.1°C。

3所示。结果与讨论

3.1。膜成分的影响

的离子对CTA⁺DS⁻合成和测试PVC膜的离子载体。据报道,离子选择性电极的反应选择性和灵敏度不仅取决于离子载体也在最后膜的组成成分。因此,在第一步几个成分离子载体膜的成分,增塑剂,PVC进行了测试。所有的膜对SDS准备进行了研究。三个电极(1 - 3)准备不同的膜成分见表1。膜电极1、2和3有类似的成分,和唯一的区别是离子对的内容。比较电极的响应特性对SDS如图1 - 31和表1。它可以发现电极2夹住的成分(wt %) (60%)、PVC(33%),和离子对电极(2%)表现出更好的性能比1和3。一方面它最低检出限和最好的线性相关系数,另一方面斜率值是最近的理论价值59.2 mV /十年。所以我们选择了成分如下研究电极膜的成分。

图1

的潜在反应surfactant-selective电极具有不同成分的SDS。成分(wt %):●:夹住(60%)、PVC(34%)、离子对(1%)、■:夹住(60%)、PVC(33%)、离子对(2%)、▲:夹住(60%)、PVC(32%)、离子对(3%)。

3.2。电极反应的行为

电动势的膜电极2组装蘸解决阴离子表面活性剂SDS调查是由Nernstian方程。阴离子表面活性剂选择性电极的响应特性的解决方案的钠dodecylsulfate (SDS)如图1(曲线2)。电极特点给出了表的统计评估1(膜2)。斜率值和计算相关系数的校准曲线的线性区域测量使用线性回归分析。

检出限的定义是SDS浓度对应的十字路口外推的线性段标定图(24这是2.9×10⁻⁶摩尔L⁻¹。电极调查显示Nernstian响应(−58.0±0.9 mV /十年)5.0×10之间⁻⁶和2.5×10⁻³摩尔L⁻¹SDS。可以看出电极展品SDS的线性响应。

3.3。响应时间

的静态响应时间连续浸泡后电极测量电极在一系列的SDS的解决方案,从1.0×10⁻⁵1.0×10⁻³摩尔L⁻¹。通过测量电极的响应时间是评估潜在达到稳态所需的时间(25,26]。如图240年代被发现的响应时间作为电极达到所需的时间可能在±1 mV最终的平衡。响应时间的标准偏差计算从四个测量±5 s;电极的响应时间是40±5 s。

图2

阴离子型表面活性剂选择性电极的响应时间步的变化不同浓度的SDS的解决方案。

3.4。pH值的影响

pH值的影响的潜在反应电极研究了在固定浓度的SDS 1×10⁻⁴摩尔L⁻¹和1×10⁻³摩尔L⁻¹/ 2的pH值范围。CTA⁺DS⁻离子对主要针对DS⁻。DS⁻可以结合H⁺在低pH值,然后近年来形成的。在低pH值(H⁺]> [DS⁻),DS的浓度⁻降低溶液中这可能是DSH浓度的增加有关。pH值高于10还影响了潜在的电极反应。潜在的增加很可能由于膜反应哦⁻阴离子,这是因为在这种媒介哦⁻离子与DS竞争⁻离子。所以的pH值范围4和10,可能是不一样的pH值范围的4到10。如图3pH值的4到10之间的电位保持不变,被选为pH值范围的研究(1]。

图3

pH值对阴离子型表面活性剂选择性电极的电位1×10−4和1×10−3摩尔L−1SDS的解决方案。

3.5。电极的寿命

电极特性获得的在不同的时间间隔是见表2和图4。电极表现出良好的重现性,线性浓度范围,13周和检出限,但轻微漂浮在其斜率和检出限14周后观察。电极的使用寿命超过3个月(1]。

图4

情节的阴离子型表面活性剂的斜率选择性电极在SDS的存在与时间(天)。

3.6。电位测定选择性系数

我们进行一些研究电极与SDS的存在的反应。我们可以看到在图5,电极表现出显著的选择性响应SDS和一个非常贫穷的潜在变化F阴离子的存在⁻,Cl⁻、溴⁻,我⁻,没有₃⁻,所以₄²⁻,阿宝₄³⁻,所以₃²⁻、有限公司₃²⁻,HCO₃⁻,CH₃首席运营官⁻C₂O₄²⁻C₄H₄O₆²⁻C₆H₅O₇³⁻。因为它可以看出电极显示相比微不足道的应对这些阴离子SDS的发现。

图5

阴离子型表面活性剂的反应选择性电极在某些阴离子的存在:SDS (■);(○)F−;(+)Cl−;(▲)Br−;(▾)我−;(◆)不3−;(−)42−;(★)博43−(×)32−;(△)有限公司32−;(▽)HCO3−;(☆CH)3首席运营官−;(∣)C2O42−;(⋄C)4H4O62−;(□)C6H5O73−。

为了量化对SDS电极的选择性行为发现,我们已经进行了研究以确定电位选择性系数。选择性电极的最重要的一个特征,给出了一个偏好的主要离子的电极对潜在干扰物种和显示的能力区分这个离子从一个复杂的混合物。电位选择性系数()的电极通过固定干扰计算方法考虑SDS作为主要阴离子和使用浓度为2.5×10⁻²摩尔L⁻¹干扰离子。计算使用以下方程(27] 在哪里的主要离子的活动吗,相应的活动干扰离子,和相应的主离子电荷和干扰离子,分别。表中列出的电位计算选择性系数3。电极的选择性序列是SDS > HCO₃⁻> CH₃首席运营官⁻> Cl⁻>我⁻>没有₃⁻≈Br⁻> F⁻>有限公司₃²⁻> C₆H₅O₇³⁻> C₂O₄²⁻>所以₄²⁻> C₄H₄O₆²⁻>所以₃²⁻>阿宝₄³⁻。我们可以看到在桌子上3的对数电位电极的选择性系数确定通常低于−3.0表明大多数阴离子不会显著干扰SDS在实际样品的测定。

3.7。分析应用程序

我们的调查表明,电极不仅可以用于直接测定SDS,但也发现有用的传感器在滴定的SDS沉淀试剂(季铵盐)。作为一个例子,它是应用SDS溶液滴定的季铵盐。SDS的数量可以准确地确定电极在溶液中。为了确定的SDS浓度模型解决方案,电极已被用于测定SDS在水中的电位滴定与南加州爱迪生公司(饱和甘汞电极)作为参考电极和获得的结果与使用参考标准技术两相滴定法(28]。典型的s形的形状滴定的滴定曲线获得SDS如图6。滴定体积约为滴定曲线的拐点。如表所示4,结果记录的电位滴定好按照那些由两相滴定法。相对标准偏差一式三份的电位滴定和两相滴定法测量不到1.6%。

图6

电位滴定曲线25.0与4.043×10 mL检测SDS溶液−3摩尔L−1季铵盐作为水滴定标准液,利用电极作为指示电极。

测定SDS的商用洗涤剂,15 - 30毫克样品在2毫升甲醇溶解,稀释用水100毫升,20毫升部分应用于测定SDS在样品电极。使用电极的电位滴定的结果与使用两相滴定法获得。如表所示5电位滴定,结果记录的好按照那些由两相滴定法。

4所示。结论

与之前类似的报道工作表所示6。它可以发现,这些电极的响应斜率SDS是相似的。细胞膜含有新循环aza-oxa-cycloalkane离子载体最宽的线性范围和最低检出限。包含CTA的膜⁺DS⁻离子对离子载体是最宽的pH值的使用范围和最低检出限。一种阴离子型表面活性剂根据CTA选择性电极⁺DS⁻离子对积极提供离子载体的优点容易准备,简单、快速、干净的阴离子表面活性剂的分析方法。这个电极显示Nernstian坡−58.0±5.0×10 0.9 mV /十年⁻⁶2.5×10⁻³摩尔L⁻¹浓度范围和显示2.9×10的检测极限⁻⁶摩尔L⁻¹。电极可以应用在4到10的pH值范围。平均响应时间是40±5 s和可以使用超过3个月没有显示显著的变化斜率的价值。电极表现出明显的SDS阴离子反应。电极的选择性序列发现SDS > HCO₃⁻> CH₃首席运营官⁻> Cl⁻>我⁻>没有₃⁻≈Br⁻> F⁻>有限公司₃²⁻> C₆H₅O₇³⁻> C₂O₄²⁻>所以₄²⁻> C₄H₄O₆²⁻>所以₃²⁻>阿宝₄³⁻。此外,电位选择性系数确定相对较低,表明常见阴离子不会干涉SDS的决心。也可用于水样的测定SDS滴定程序。

确认

这项工作是由山西省自然基金(2010011017),中国自然科学基金(21073234,21073234),和山西省青年科学基金(2011021010 - 2)。