Модифікований вугільно-пастовий електрод як потенціометричний датчик для визначення нітрат-іонів

Копаниця Б., Самплавський В., Смик Н. Модифікований вугільно-пастовий електрод як потенціометричний датчик для визначення нітрат-іонів. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія. 2023. 1(58). С. 5-10.

В с т у п . Нітрати є основним джерелом нітрогену для синтезу протеїнів мікроорганізмами. З іншого боку, їхні великі кількості можуть викликати евтрофікацію водойм і отруєння живих організмів. Тому розроблення надійних, швидких і дешевих методів визначення нітратів в об'єктах різної природи є актуальним завданням. Потенціометрія, завдяки простоті апаратури, швидкості отримання результатів і можливості застосування in situ, вигідно відрізняється від інших методів аналізу. Вугільні пасти, модифіковані неорганічними іонообмінниками, є перспективним матеріалом для виготовлення іон-селективних електродів. Тому метою дослідження було розроблення NO3--чутливого вугільно-пастового електрода, модифікованого четвертинною амонієвою сіллю.
М е т о д и . Дослідження властивостей отриманого електрода проводили потенціометричним методом згідно з рекомендаціями IUPAC. Як аналітичний сигнал використовували потенціал досліджуваного електрода, виміряний відносно 3,5 М хлоридсрібного електрода порівняння.
Р е з у л ь т а т и . Було оптимізовано склад вугільної пасти, визначено основні характеристики модифікованого електрода й оптимальні умови його застосування. Установлено, що аналітичний відгук електрода із вмістом модифікатора 20 % за масою лінійно залежить від концентрації NO3--іонів у діапазоні від 1,5.10-1 до 1.10-5 моль/л із нахилом нернстівської функції 0,062±0,007 В/ра(NO3-), мінімальна визначувана концентрація становить 1.10-5 моль/л. Відгук електрода не залежить від рН у діапазоні від 2,5 до 9,8 та іонної сили в діапазоні від 1.10-3 до 0,2. Рівновага електродної реакції досягається за 25 с (концентрація NO3 - 1.10-7 – 1.10-5 моль/л) і 15 с (концентрація NO3 - 1.10-3 – 1.10-1 моль/л). З'ясовано, що мінімальний заважаючий вплив на електродну функцію здійснює Cl-. Електрод було застосовано для визначення NO3 - в овочах методом прямої потенціометрії.
Отримані результати показали задовільну правильність і відтворюваність.
В и с н о в к и . Запропоновано NO3--селективний електрод на основі вугільної пасти з додаванням четвертинної амонійної солі, іммобілізованої на поверхні силикагелю. Ураховуючи високу вибірковість, чутливість і швидкість відгуку, розроблений електрод придатний для визначення нітратів у питних водах різної мінералізації та овочевій продукції після мінімальної пробопідготовки. Повністю твердотільна конструкція робить його ідеальним для виготовлення мініатюрних датчиків для автоматизованих систем вимірювання вмісту NO3--іонів на місці відбору проб і в потоці.