3.3 Изучение влияния скорости развертки потенциала на вольтамперограммы, полученные с помощью электродов с различным составом чувствительного слоя

Потенциометрический сенсор и электрод сравнения погружали в ячейку с 10 мл 0.1 М раствора КNO₃ снимали циклическую вольтамперограмму. Измерение проводили в режиме многократного циклирования потенциала в диапазоне -0.4 – +0.8 В при варьировании скорости развертки 5-700 мВ/с. Состав чувствительного слоя сенсоров: 1) УС (рис.23), 2) УС + рецептор 1 (рис.24), 3) УС + рецептор 2 (рис.25). Количество K₃Fe(CN)₆ в ячейке 5 мM.

Рисунок 23 - Вольтамперограммы, полученные на электроде, модифицированном УС, при различной скорости развертки потенциала.

Рисунок 24 - вольтамперограммы, полученные на электроде, модифицированном УС и рецептором 1, при различной скорости развертки потенциала.

Рисунок 25 - вольтамперограммы, полученные на электроде, модифицированном УС и рецептором 2, при различной скорости развертки потенциала.

ВЫВОДЫ

1. Установлена возможность определения ионов железа (III) в растворе с помощью разработанных сенсоров с различным составом чувствительного слоя.

2. Установлено влияние природы и количества пилларареновых рецепторов в составе чувствительного слоя сенсоров на чувствительность определения ионов железа (III). При содержании рецепторов на поверхности сенсора 0.1-10 нмоль оба рецептора обеспечивают стабильно высокую чувствительность определения ионов железа.

3. Установлено влияние концентрации K₃Fe(CN)₆ в ячейке на форму циклической вольтамперограммы (потенциал катодного и анодного пиков, ток пика), полученной с помощью электродов с различным составом поверхностного слоя. Для дальнейших исследований была выбрана концентрация гексацианоферрата калия 5 мМ.

4. Установлено влияние скорости развертки потенциала на форму циклических вольтамперограмм, полученных с помощью электродов с различным составом чувствительного слоя.

2016 год

Экспериментальная часть.

Ячейка: 20 мл 0.01 М раствора HNO₃. Измеряли потенциал сенсора в присутствии

1×10^-7 – 1×10^-2 М растворов солей металлов.

С остав ПВХ-мембраны: 5% DNS-143, 1% липофильной соли (ν = 2.66×10^-8 моль DNS-143 на электрод)

С остав ПВХ-мембраны: 2,5% DNS-143, 1% липофильной соли (ν = 1.33×10^-8 моль DNS-143 на электрод)

С остав ПВХ-мембраны: 10% DNS-143, 1% липофильной соли (ν = 5.31×10^-8 моль DNS-143 на электрод)

Аналитические характеристики сенсоров:

Аналит	Е = а + b×рС		N	R2	ГОС, pC
	a±Δa	b±Δb
DNS-143 (2.66×10-8 моль )
AgNO3	471.0±90.3	-107.4±22.2	6	0.818	4.5-2.0
Pb(NO3)2	100.3±2.4	-14.3±0.5	10	0.991	6.5-2.0
Cu(NO3)2	-28.6±0.8	4.2±0.2	9	0.989	6.5-2.5
Ni(NO3)2	-36.8±1.4	4.7±0.3	10	0.966	6.5-2.0
DNS-143 (1.33×10-8 моль )
AgNO3	54.6±9.7	-8.7±2.3	7	0.695	5.0-2.0
Pb(NO3)2	115.2±9.9	-18.2±3.0	5	0.898	4.0-2.0
DNS-143 (5.31×10-8 моль )
AgNO3	350.9±25.8	-52.3±4.4	10	0.939	6.5-2.0
Pb(NO3)2	136.4±4.5	-20.6±1.1	9	0.979	6.0-2.0
Cu(NO3)2	20.2±1.6	-2.9±0.3	10	0.931	6.5-2.0
Ni(NO3)2	39.5±2.4	-4.7±0.5	10	0.907	6.5-2.0

КОЭФФИЦИЕНТЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ ДЛЯ СЕНСОРОВ, модифицированных коктейлем с различным содержанием липофильной соли и пилларарена:

lgKAg⁺,А⁺ = (EAg⁺ – EA⁺ – 59)/59

lgKAg⁺,А²⁺ = (EAg⁺ – EА²⁺ – 29)/59

lgKAg⁺,А³⁺ = (EAg⁺ – EА³⁺ – 20)/59

Л.с. 1 % DNS-143 5%	lgKsel	Л.с. 2 % DNS-143 5%	lgKsel	Л.с. 0.5 % DNS-143 5%	lgKsel	Л.с. 1 % DNS-143 10%	lgKsel	Л.с. 1 % DNS-143 2,5%	lgKsel
Cu2+	8.8	Cu2+	6.6	Cu2+	1.3	Cu2+	7.2	Cu2+	6,5
Ni2+	9.1	Ni2+	7.0	Ni2+	1.9	Ni2+	7.0	Ni2+	7,1
Pb2+	8.2	Pb2+	5.2	Pb2+	2.0	Pb2+	5.2	Pb2+	6,4
Mg2+	9.6	Mg2+	7.1	Mg2+	1.9	Mg2+	7.7	Mg2+	7,2
Fe3+	-0.8	Fe3+	-1.5	Fe3+	-1.3	Fe3+	4.4	Fe3+	2,7
K+	4.5	K+	3.4	K+	0.9	K+	3.7	K+	3,5

КОЭФФИЦИЕНТЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ ДЛЯ СЕНСОРОВ, модифицированных коктейлем, в различных буферах:

Л.с. 1 % DNS-143 5%
0,1 М CH3COOH	-lgKsel	Дист. вода	-lgKsel
Cu2+	9.5	Cu2+	2.7
Ni2+	9.5	Ni2+	7.2
Pb2+	11.5	Pb2+	2.3
Mg2+	9.1	Mg2+	7.1
Fe3+	2.4	Fe3+	-0.6
K+	4.7	K+	3.5

Динамический отклик электрода:

Методика измерения:

Ячейка: 20 мл 0.01 М раствора HNO₃; ν = 5.31×10^-8 моль DNS-143 на электрод; измеряем нулевой потенциал, затем добавляю 20 мкл 1M AgNO₃ (в яч. 1×10^-3M), после 100 мкл 1М NaCl (в яч. 5×10^-3M).

Титрование AgNO3 (5×10^-3 М)

1.Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М HNO₃; Титрант: 0,1M KCl;

2. Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,1M KCl;

Титрование препарата «Протаргол» (1×10^-3 М)

1. Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,1M KCl

2. Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,04M KCl

3. Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%);Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,08M KCl

4 . Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,1М CH₃COOH; Титрант: 0,08M KCl

Градуировка AgNO3

1 . Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH

2 . Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,1М CH₃COOH

Электрохимическая обратимость элетрода, модифицированного ПВХ-мембраной (Л.с. 1 %, DNS-143 5% ); Ячейка: 20 мл 0.01 М раствора HNO₃; варьировали концентрацию AgNO₃

Титрование препарата «Аргосульфана» (2,75×10^-3 М)

1.Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,08M KCl

2. после окисления перекисью водорода

М одификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,08M KCl

3. после окисления перекисью водорода

М одификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,08M KCl

4 . Модификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 2 М HNO_{3 ;}Титрант: 0,1M KCl

Титрование препарата «Аргосульфана» (5×10^-3 М) после кипячения

М одификация электродов: 2 мкл черни, сушка 20 мин. при температуре 60°С, 10 мкл коктейля( DNS-143 5%, л.с.1%); Электролит: 0,01М CH₃COOH; Титрант: 0,1M KCl