152106. lajstromszámú szabadalom • Heterogén felépítésű szelektív membránok és eljárások azok előállítására

3 1521ÖŐ .4 membránelektródot használt cink-, kadmium^, és mangán-ionok aktivitásának mérésére. (J. Ind. Chem. Soc. 35. 1958. p. 451.) Fungor és mtsai paraffin vivőfázisú ezüstjodid-csapadékmembránt állítottak elő ezüst-, és jodid-ionok' aktivitásának mérésére. Az így készített heterogén membránnal jodid-ionok aktivitásának változását klorid-, és bromid-ionok melletjt is jól tudták észlelni. (Acta Chim. Acad. Sei. Hung. 27. 1961. p. 63.) Ezen membránok a gyakorlatban sok meg^ oldatlan kíyánnií valót, nehézséget jelentettek, ezért ipari, vagy tudományos méréseknél nem jelentik a probléma megnyugtató megoldását, illetve a mérési igények megfelelő kielégítését. A homogén membránok általában csekély mechanikai szilárdságúak, a heterogén membránok törékenységük és körülményes készítési módjuk mellett csak igen kis százalékban használhatók fel tudományos és ipari sorozatmérések végzésére. Ezen méréseknél olyan membránokra van szükség, amelyek oldatokban jelenlevő ionok közvetlen potenciometriás meghatározására, elválasztására és cseréjére egyaránt alkalmasak, kedvező mechanikai szilárdság mellett szelektívek, általánosan alkalmazhatók, és ipari mértékben is minden nehézség nélkül gyárthatók. A találmányunk szerinti membránok a fenti igényeknek teljes mértékben megfelelnek. Heterogén felépítésű membránjaink vivőfázisa szilikongumi-lemez, amelyben ezen anyag eredeti mechanikai tulajdonságait meg nem változtató mennyiségű, elektromos füzérvezetés létrehozására, valamint a határrétegen létrejövő kémiai egyensúly kialakítására alkalmas szemcsés anyag van diszpergálva. Az aktív fázis a vizsgálatnál alkalmazott oldószerben, illetve a vizsgált oldatban, szervetlen, szerves, vagy fémtartalmú szerves vegyület, illetve csapadék. Adott esetben előnyös fémkelát-komplex alkalmazása aktív anyagként, szilikongumi-vivőfázis esetén előnyösen alkalmazunk aktív fázisként ioncserélő műgyantát vagy molekulaszitát. A találmányunk szerinti, fenti analitikai műveletek végzésére alkalmas szelektív heterogén membránok előállítása úgy történik, hogy az aktív anyagot szilikongumiban, mint vivőfázisban, a szilikongumi eredeti mechanikai tulajdonságait meg nem változtató mennyiségben diszpergáljuk, majd a kapott elegyet az elasztikus polimerek készítésénél szokásos környezeti, vagy magasabb hőmérsékleten végrehajtott térhálósító módszerrel, illetve művelettel végezzük a membrán kialakítását. Aktív fázisként a vizsgálat során alkalmazott oldószerben illetve oldatban nem oldódó szemcsés komponenst építünk be, amelyet egyéb anyagok mellett,^ vagy egyedül önmagában alkalmazott töltőanyagként diszpergálunk a vivőfázisként alkalmazott polimer-anyagban. Az egyes membránféleségek előállításánál célszerűen szerves, vagy szervetlen csapadék, fémkelátkomplex, ioncserélő műgyanta vagy molekulaszita beépítése történik. Vivőfázisként szilikongumi'rréteget, — előnyösen 15 OOO—300 OOO közötti molekulasúlyú, metil-,' vinil-, vagy egyéb szerves szubsztituenseket tartalmazó, SiQH végcsoportokkal rendelkező polisziloxán-származékok .valamelyikét, — alkalmazva, a polimer-rétegben diszpergált, őrléssel beállított szemcsehagyságú ioncserélő műgyanta, vagy .molekulaszita beépítése előnyös. Egyéb aktív anyagok alkalmazása esetén a szemcsenagyságot az illető anyag előállításának, illetve a csapadék leválasztásának körülményeivel szabályozzuk. A gyakorlatban 1—50 mikron szemcseméretű aktív anyag diszpergálása mutatkozott legmegfelelőbbnek a találmány szerinti membránok előállítására. Az aktív anyagot is tartalmazó polimer-anyag membránná feldolgozása á bevitt oldószerek mennyiségével szabályozható. A membránréteget öntéssel, kenéssel, vagy kalanderezéssel alakítjuk ki, s az előzetes keverést-homogenizálást a szokásos módszerekkel végezzük. A térhálósítást környezeti, vagy magasabb' hőmérsékleten, önmagában ismert módon hajtjuk végre. A találmányunk szerint készített membránok vízben csekély mértékben duzzadnak és így elektródpotenciál mérésére alkalmasabbak, mint az eddig ismert és használatos heterogén membránok. Mechanikai ellenállóképességük 'és rugalmasságuk megegyezik az elasztikus réteg eredeti fizikai tulajdonságaival, a szilikongumi-membrán nyúlóképessége pl. 300—500%. Jó hőfoktűréssel rendelkeznek, alkalmazhatóságukat hőmérsékleti szempontból 270 C°-ig a vivőfázisban diszpergált aktív anyag tulajdonságai szabják meg. Elektrokémiai szempontból rendkívül fontos tulajdonságuk a — főleg az ioncserélő aktív anyagot tartalmazó membránoknál —• rendkívül magas kapacitásérték. Előállítás módjuk ugyanakkor rendkívül egyszerű, bármilyen rétegvastagságban és formában- készíthetők. A találmány szerinti membránok a szokásos módszerekkel — pl. két viszonyító elektród segítségével — a membránpotenciál mérésére kiválóan alkalmasak. Nem csupán vizes oldatokéban bizonyítják a szükséges mérések végrehajtását, illetve műveletek elvégzését, hanem mindazon oldószerekben is, amelyek a vivőfázisban diszpergált csapadékot nem oldják. A membránpotenciálmérésén kívül ioncserélő folyamatok és elektrodialízis (pl. elválasztási műveletek) végrehajtására is használhatók. A találmányunk szerinti heterogén membránok jellemzésére néhány szilikongumi-vivőfázisú membránt ismertetünk, egyik lehetséges kiviteli módjukat _ és alkalmazásukat is' közölve, anélkül azonban, hogy találmányunk oltalmi körét csak a példákban szereplő membránokra korlátoznánk. 1. Szilikongumi-membrán, jódaktivitás szelektív mérésére ezüstjodid-csapadék aktív fázissal. a) 100 ml 0,01 n ezüstnitrát-oldathoz 10 csepp 0,3%-os p-etoxikrizoidin indikátort csepegtetünk, majd szobahőmérsékleten, keverés közben KJ 0,1 n oldatát adjuk hozzá, 50% feleslegnek megfelelő mennyiségben. A kivált csapadékot centrifugáljuk és köz-10 15 20 25 30 35 40 45 50 .55 60 2