2. Экспериментальная часть
2.1. Постановка задачи
В рамках выполнения учебной практики были поставлены следующие задачи:
- освоить методику модификации печатного электрода полианилином;
- изучить влияние рН среды на модифицированный электрод;
- получить с помощью модифицированного электрода вольтамперометрические зависимости в растворах аскорбиновой кислоты и нитраты железа.
2.2. Материалы и реагенты
В работе использовали универсальный буфер, аскорбиновую кислоту и нитрат железа, в качестве ионофора был использован полианилин (ПАНИ), синтезированный и предоставленный В.В. Горбачуком (кафедра органической химии Химического института им. А.М.Бутлерова КФУ).
Буферные растворы готовили из точных навесок компонентов в дистиллированной воде с последующей корректировкой рН с помощью концентрированного раствора NaOH и НСl.
Структурная формула полианилина, использованного в работе, и схема его получения представлены на рисунке 5.
Рисунок 5. Схема получения полианилина.
2.3. Приборы и методы
В качестве рабочих электродов использовали печатные графитовые электроды, электродом сравнения служил хлоридсеребряный электрод. Измерения проводили в двухэлектродной ячейке.
Контроль величины pH и потенциометрические измерения проводили с помощью pH-метра-иономера "Эксперт – 001" (электрод ЭВЛ-1М3.1) производства НПП "Эконикс-Эксперт", г.Москва.
.
Дозирование реагентов при приготовлении растворов и проведении измерений производили с помощью микродозаторов «Ленпипет», Unipipette 2010 и Vari (“Plastomed”, Польша).
Перемешивание раствора в ячейке осуществляли с помощью магнитной мешалки.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных программ Microcal Origin 8.1.
Изготовление модифицированного электрода.
Модификацию печатного электрода проводили путем капельного нанесения раствора черни в ДФМА, а затем полианилина в хлороформе. Наносили 2 мкл раствора с последующим высушиванием при 600 С.
Методика измерений
Для измерения сигнала полученный сенсор погружали в ячейку с универсальным буфером и при непрерывном перемешивании измеряли потенциал электрода.
Приготовление рабочих растворов. Для приготовления раствора Fe(NO)3×9H2O взвесили 0.329 г сухого и раствори Fe(NO)3×9H2O растворили его в 1 мл дистиллированной воды для получения 1 М раствора. Для приготовления 1 М раствора аскорбиновой кислоты C6H8O6 взяли навеску 0.4220 г сухого C6H8O6 и растворили в 10 мл дистиллированной воды.
1)Графики с рН
Электрод готовили следующим образом:
нанесли 2 мкл черни и оставили сушится в печи на 20 минут при 600 С.
Приготовленный нами электрод, поместили в ячейку, в котором находился 20 мл универсального буфера и измеряли рН от 2 до 10 и обратно от 10 до 2
Аналогичный же эксперимент сделали путем нанесения на новые электроды помимо черни, по 2 мкл ПАНИ, сушили в печи при 60 С в течении 20 минут
Также сделали аналогичный эксперимент. На электрод, на которую нанесен чернь нанесли 4 мкл ПАНИ, каждый слой высушивали по 20 минут в печи при 60 С.
На электрод нанесли 2 мкл черни и 6 мкл ПАНИ
2)Градуировка железа.
Электрод готовили следующим образом:
нанесли 2 мкл черни и оставили сушится в печи на 20 минут при 60 С
варьировали ПАНИ от 2 мкл до 6 мкл и каждый слой высушили при 60 С в течении 20 минут
Аналит |
Е = а + b×рС |
N |
R2
|
ГОС, pC
|
|
a±Δa |
b±Δb |
||||
Fe(NO3)3 ×9 H2O |
чернь |
||||
-210.6±12.2 |
38.1±2.9 |
8 |
0.961 |
5.5-2.0 |
|
чернь+ПАНИ(2 мкл) |
|||||
-279.6±42.5 |
61.6±9.6 |
6 |
0.889 |
4.5-2.0 |
|
чернь+ПАНИ(4 мкл) |
|||||
-163.5±65.3 |
32.5±13.1 |
6 |
0.506 |
5.0-2.5 |
|
чернь+ПАНИ(6 мкл) |
|||||
-366.5±29.9 |
80.2±6.7 |
5 |
0.973 |
4.5-2.5 |
|
3)Градуировка аскорбинки.
Электрод готовили следующим образом:
• нанесли 2 мкл черни и оставили сушится в печи на 20 минут при 60 С
• варьировали ПАНИ от 2 мкл до 6 мкл и каждый слой высушили при 60 С в течении 20 минут
Аналит |
Е = а + b×рС |
N |
R2
|
ГОС, pC
|
|
a±Δa |
b±Δb |
||||
C6H8O6 |
чернь |
||||
343.5±7.7 |
-43.9±1.8 |
8 |
0.989 |
5.5-2.0 |
|
чернь+ПАНИ(2 мкл) |
|||||
197.8±8.1 |
-32.9±1.6 |
8 |
0.983 |
5.5-2.0 |
|
чернь+ПАНИ(4 мкл) |
|||||
163.8±4.3 |
-25.1±0.99 |
7 |
0.991 |
5.5-2.5 |
|
чернь+ПАНИ(6 мкл) |
|||||
248.4±15.1 |
-27.4±4.9 |
6 |
0.855 |
4.5-2.0 |
|
4) Общая градуировка аскорбинки и железа
4.1 Для электрода, на поверхности которой нанесен чернь (2мкл) и ПАНИ (2 мкл).
4.2 Для электрода, на поверхности которой нанесен чернь (2мкл) и ПАНИ (4мкл).
4.3 Для электрода, на поверхности которой нанесен чернь (2мкл) и ПАНИ (6мкл).
