Способ определения констант кислотной диссоциации адсорбированных на электроде кислот

(51) 07 35/02 (2006.01) 07 493/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ ряд ограничений при его использовании, отличается сложностью методики определения дифференциальной мкости используемого электрода, узким интервалом значений потенциалов снятия полярограмм, невысокой чувствительностью. Благодаря тому, что в предложенном способе определение констант кислотной диссоциации гетероциклических аминов проводят путем снятия постояннотоковых полярограмм,в качестве электролита используют раствор 10-4 М 3,содержащий постоянную концентрацию 2,2/дипиридила полярограммы снимают в интервале потенциалов от 0 до -1,1 В при различных рН от 1,5 до 7 константу кислотной диссоциации протонированной формы 2,2/-дипиридила (рК) на поверхности электрода определяют по значению 1/2, найденному из зависимости потенциала полуволны Е 1/2 Е 3 от рН удается упростить методику определения, значительно повысить точность определения и чувствительность к концентрации и природе фонового электролита.(72) Стацюк Вадим Николаевич Фогель Лидия Алексеевна Камысбаев Дуйсек Хайсагалиевич Мамбетказиев Ережеп Альхаирович(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСТАНТ КИСЛОТНОЙ ДИССОЦИАЦИИ АДСОРБИРОВАННЫХ НА ЭЛЕКТРОДЕ КИСЛОТ(57) Изобретение относится к полярографическому способу определения констант кислотной диссоциации гетероциклических аминов. Известный способ определения констант кислотной диссоциации,основанный на получении зависимости дифференциальной мкости двойного электрического слоя электрода от рН раствора имеет Изобретение относится к области электрохимии органических соединений,специфически адсорбированных на поверхности электрода. Определение констант кислотной диссоциации необходимо для установления кинетики и механизма электродных реакций с участием адсорбированных органических веществ. Известен способ определения констант кислотной диссоциации органических веществ Майрановский С.Г.,Чурилина А.П. Электрохимия, 1970, Т.6, вып. 11, с.1679-1682. Определение констант кислотной диссоциации-бромпальмитиновой кислоты проводили по поверхностным кинетическим токам рекомбинации,полученным на полярограммах, в буферных водноспиртовых боратных растворах. Все использованные боратные растворы доводили до строго постоянной ионной силы 0,08 добавлением хлорида калия. Недостатками известного способа определения констант кислотной диссоциации являются следующие факторы для определения констант кислотной диссоциации исследуемых веществ на поверхности электрода используют сложные буферные водно-спиртовые растворы,приготовление которых сопряжено со сложностью установления рН раствора предложенный метод не является прямым методом определения констант кислотной диссоконстант, поскольку значения кислотной диссоциации рассчитывают исходя из косвенных данных по каталитическим и кинетическим волнам, что увеличивает вероятность получения ошибочных данных. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является способ определения констант кислотной диссоциации ионов пиридиния, основанный на получении зависимости дифференциальной мкости двойного электрического слоя (С) электрода от рН раствора Майрановский С.Г.,Гаевский Ю.К. Электрохимия, 1975, Т. 11, вып. 10, с.1562-1565. Адсорбция на электроде незаряженных молекул пиридина обычно намного выше, чем образующихся из них при протонизации ионов. Пиридин при адсорбции сильно снижает (С), тогда как ион пиридиния на (С) почти не влияет. Поэтому при переходе от кислых растворов, где пиридин находится в виде ионов пиридиния, к нейтральным и далее щелочным, в которых пиридин находится в непротонированной основной форме, наблюдается ступенчатое падение мкости. По величине 1/2, при которой изменение мкости составляет половину максимального значения,определяют- константу кислотной диссоциации на поверхности электрода. Важными преимуществами данного способа является то, что данный метод является прямым методом определения констант кислотной диссоциации этот метод позволяет уменьшить количество операций и повысить точность измерений. К недостаткам данного способа относятся сложность методики определения дифференциальной мкости используемого электрода в растворах с разными значениями рН данный метод может быть использован только в узком интервале значений потенциалов при отсутствии на С,Е - кривых максимумов переориентации поверхностно-активных веществ,изменение ориентации которых зависит от потенциала и концентрации /10-12 мкФ/см 2 низкая чувствительность данного метода,определяемая минимальной концентрацией исследуемого вещества, составляет 10-2 М. Технической задачей данного изобретения является упрощение процесса определения констант кислотной диссоциации за счет фиксирования постояннотоковых классических полярограмм,сокращение времени исследования и значительное повышение точности и чувствительности измерений. Поставленная цель достигается предлагаемым способом определения констант кислотной диссоциации гетероциклических аминов (2,2/ дипиридила и его изомеров) путем фиксирования постояннотоковых полярограмм Е 3 в растворах,содержащих постоянную концентрацию гетероциклического амина при различных рН от 1,5 до 7,0 из полученной серии полярограмм строят зависимость потенциала полуволны 1/2 3 от рН,из которой определяют значение рН 1/2,соответствующее константе кислотной диссоциации протонированной формы 2,2/ -дипиридила(рК) на поверхности электрода. Преимуществом предлагаемого способа является более высокая точность определения констант кислотной диссоциации, связанная с тем, что сдвиг потенциала 1/2 3 составляет 125-130 мВ, т.е. 1/2/30 мВ. Данный способ более чувствителен к изменению концентрации определяемого вещества и природе фонового электролита,минимальная концентрация исследуемого вещества составляет 5 10-5 М. Использование данного способа не требует сложной методики, для его осуществления необходимо только фиксирование классических полярограмм. Нижеследующий пример иллюстрирует предлагаемое изобретение. Пример. Определение константы кислотной диссоциации проводят с использованием полярографа ПУ-1 и самописца Н-301 в трехэлектродной, герметичной, термостатированной при 25 С ячейке из стекла пирекс. Рабочим электродом служит ртутный капающий электрод(р.к.э.) с периодом капания 4,0 с и скоростью вытекания ртути 1,55 мг/с. В качестве вспомогательного электрода используют донную ртуть. Потенциалы измеряют относительно насыщенного хлорсеребряного электрода ЭВЛ -1 М с потенциалом относительно нормального водородного электрода(1961) мВ. В полярографическую ячейку заливают 10 мл 0,1 М фиксируют полярограммы в области потенциалов от 0 до -1,1 В при разных рН раствора в интервале от 1,5 до 7,0. Из полученной серии полярограмм строят зависимость потенциала полуволны 1/2 Е 3 от рН(рис.1), из которой определяют значение 1/2,соответствующее константе кислотной диссоциации протонированной формы 2,2/ -дипиридила(рК) на поверхности электрода. В рассматриваемом примере константа кислотной диссоциации равна 4,4. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ полярографического определения констант кислотной диссоциации гетероциклических аминов путем фиксирования постояннотоковых полярограмм 3 в растворах, содержащих постоянную концентрацию гетероциклического амина при различных рН и последующего определения по ним константы кислотной диссоциации гетероциклического амина отличающийся тем, что в качестве электролита используют раствор 10-4 М 3, содержащий постоянную концентрацию 2,2/ -дипиридила полярограммы снимают в интервале потенциалов от 0 до -1,1 В при различных рН от 1,5 до 7,0 константу кислотной диссоциации протонированной формы 2,2/ -дипиридила (рК) на поверхности электрода определяют по значению рН 1/2,найденному из зависимости потенциала полуволны Е 1/2 3 от рН.