Потенціометричний сенсор для визначення гідрохінону
Вантажиться...
Дата
2021
DOI
doi.org/10.20998/2413-4295.2021.03.10
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Гідрохінон має високу токсичність і тому його вміст повинен ретельно контролюватися. Розробка нових простих у виготовленні електродів з кращими аналітичними характеристиками, що мають невисоку вартість аналізу, є актуальною задачею. Для визначення гідрохінону нами запропонований електрод на основі графіту та композиційного матеріалу, що складається з поліуретану(полімерна матриця), графітового порошку(для підвищення електропровідності матеріалу) та 18-молібдодифосфату як реагенту. До переваг поліуретанів при їх використанні для модифікації електродів можна віднести високу адгезію полімеру до поверхні електроду внаслідок наявності великої кількості полярних груп. Крім того, його специфічні властивості забезпечують високі фізико-механічні властивості полімеру. Молібденовий гетерополіаніон структури Доусона 18-молібдодифосфат-аніон P2Mo18O626- є достатньо сильним окисником – реакція з деякими відновниками відбувається майже миттєво, відновлення протікає без деструкції P2Mo18O626-, що дозволяє використовувати його багаторазово. Взаємодія P2Mo18O626- з різними відновниками відбувається при різній кислотності розчинів. Таким чином, варіювання рН розчину дозволяє визначати декілька речовин у сумісній присутності. Для підвищення електропровідності додавали у композиційний матеріал дрібнодисперсний графітовий порошок. З оптимальним значенням опору є зразки із вмістом графітового порошку від 50% до 70%. P2Mo18O626- додавали у кількості 20 % до загальної маси композиційного матеріалу. Синтезованим полімерним композиційним матеріалом з поліуретану та P2Mo18O626- модифікували графітовий електрод. Визначені основні електрохімічні характеристики запропонованого електрода. Відновлення P2Mo18O626- гідрохіноном відбувається у нейтральному середовищі (рН6). Час відгуку при різних концентраціях становить 8 хв (при температурі 19°С). У даного електрода відсутній «ефект пам’яті», відносна похибка становить від
1,3 до 1,9 %, а відхилення потенціалу – у межах 3-5 мВ. Межа визначення становить 2·10-5 моль/л. Вплив присутніх речовин оцінювали за допомогою константи селективності. Запропонований електрод має високу селективність по відношенню до великого числа неорганічних іонів. Для регенерації електрода його необхідно витримати у розчині 3%-вого гідроген пероксиду протягом 10 хвилин.
Hydroquinone has a high toxicity and therefore its content must be carefully monitored. The development of new easy-to-manufacture electrodes with the best analytical characteristics, which have a low cost of analysis, is an urgent task. An electrode based on graphite and a composite material consisting of polyurethane (as polymer matrix), graphite powder (to increase the electrical conductivity of the material) and 18-molybdodiphosphate (as a reagent) for hydroquinone determination was proposed. The advantages of polyurethanes for the electrodes modification include high adhesion of the polymer to the electrode surface due to the presence of a large number of polar groups. In addition, its specific properties provide high physical and mechanical properties of the polymer. The molybdenum heteropoly anion of the Wales-Dawson type 18-molybdodiphosphate anion P2Mo18O626- is a strong enough oxidant. The reaction between it and the some reducing agents is almost instantaneous, the recovery proceeds without destruction of P2Mo18O626-, which allows its repeated use. Interaction of P2Mo18O626- with different reducing agents occurs at different acidity of solutions. Thus, varying the pH of the solution allows determining of several substances in a compatible presence. Fine graphite powder in quantity from 50% to 70% was added in composite material to increase the electrical conductivity. P2Mo18O626- was added in an amount of 20% to the total weight of the composite material. The graphite electrode was modified with the synthesized polymer composite material. The main electrochemical characteristics of the proposed electrode are determined. Reduction of P2Mo18O626- with hydroquinone is proceeds in a neutral medium (pH 6). The response time at different concentrations of the hydroquinone is 8 min (at a temperature of 19 °C). This electrode does not have a "memory effect", the relative error isfrom 1.3 to 1.9%, and the potential deviation is in the range of 3-5 mV. The limit of determination is 2·10-5 mol/l. The effect of the present substances was evaluated using a constant of selectivity. The proposed electrode has a high selectivity for a large number of inorganic ions. The electrode must be soaked in a solution of 3% hydrogen peroxide for 10 minutes to regeneration.
Hydroquinone has a high toxicity and therefore its content must be carefully monitored. The development of new easy-to-manufacture electrodes with the best analytical characteristics, which have a low cost of analysis, is an urgent task. An electrode based on graphite and a composite material consisting of polyurethane (as polymer matrix), graphite powder (to increase the electrical conductivity of the material) and 18-molybdodiphosphate (as a reagent) for hydroquinone determination was proposed. The advantages of polyurethanes for the electrodes modification include high adhesion of the polymer to the electrode surface due to the presence of a large number of polar groups. In addition, its specific properties provide high physical and mechanical properties of the polymer. The molybdenum heteropoly anion of the Wales-Dawson type 18-molybdodiphosphate anion P2Mo18O626- is a strong enough oxidant. The reaction between it and the some reducing agents is almost instantaneous, the recovery proceeds without destruction of P2Mo18O626-, which allows its repeated use. Interaction of P2Mo18O626- with different reducing agents occurs at different acidity of solutions. Thus, varying the pH of the solution allows determining of several substances in a compatible presence. Fine graphite powder in quantity from 50% to 70% was added in composite material to increase the electrical conductivity. P2Mo18O626- was added in an amount of 20% to the total weight of the composite material. The graphite electrode was modified with the synthesized polymer composite material. The main electrochemical characteristics of the proposed electrode are determined. Reduction of P2Mo18O626- with hydroquinone is proceeds in a neutral medium (pH 6). The response time at different concentrations of the hydroquinone is 8 min (at a temperature of 19 °C). This electrode does not have a "memory effect", the relative error isfrom 1.3 to 1.9%, and the potential deviation is in the range of 3-5 mV. The limit of determination is 2·10-5 mol/l. The effect of the present substances was evaluated using a constant of selectivity. The proposed electrode has a high selectivity for a large number of inorganic ions. The electrode must be soaked in a solution of 3% hydrogen peroxide for 10 minutes to regeneration.
Опис
Ключові слова
гетерополікомплекс структури Доусона, 18–молібдодифосфат, полімерний композиційний матеріал, поліуретан, Wales-Dawson type heteropoly complex, 18-molybdodiphosphate, polymer composite material, polyurethane
Бібліографічний опис
Потенціометричний сенсор для визначення гідрохінону / Г. О. Петрушина [та ін.] // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Нові рішення в сучасних технологіях : зб. наук. пр. = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : New solutions in modern technology : col. of sci. papers. – Харків : НТУ "ХПІ", 2021. – № 3 (9). – С. 66-73.