Potentiometric determination of chloride ions using glassy Ag–ISE in highly acidic aqueous mediа
Authors: Школьников Е.В. 
Published: June 2023

Хлорид-ионы в электролите существенно влияют на коррозию металлов варочного и теплообменного оборудования химической переработки древесины. Серийно производимые Cl--ионоселективные электроды (Cl-ИСЭ) споликристаллическими мембранами из прессованных порошков AgCl и Ag2S химически нестойки в сильнокислых средах, недостаточно чувствительны и селективны для потенциометрического определения Cl--ионов в присутствии сильных восстановителей и окислителей. Цель исследования - определение кислотостойкости и возможности ионометрического применения Ag-ИСЭ с монолитными мембранами из стекол системы Ag-Ge (As)-S, а также монокристаллов AgAsS2 и Ag3AsS3 в качестве индикаторов конца потенциометрического титрования Cl--ионов в растворах муравьиной, уксусной и азотной кислот. Ионопроводящие стеклянные материалы для сенсорных мембран Ag-ИСЭ синтезировали в вакуумированных кварцевых ампулах из особо чистых элементных веществ при 650 или 950 С и закаливали в воздухе. Кислотостойкость сенсорных материалов определяли гравиметрическим методом по ГОСТ 7343-41 в 10%-х водных растворах НСOOH, CH3COOH и HNO3 при 17±1 С в течение 250 ч. Потенциометрические измерения с точностью ±0,5 мВ проводили с использованием электрохимической ячейки Ag- ИСЭ | исследуемый раствор¦1М NH4NO3 ¦ 1М KCl | AgCl, Ag. Потенциометрическое титрование проводили с использованием микробюретки с точностью измерения объема ±0,01 мл. Гомогенные Ag+-cенсорные мебраны из стекол системы Ag-Ge(As)-S или монокристалла Ag3AsS3 химически устойчивы в 10%-х водных растворах муравьиной, уксусной и азотной кислот (скорость растворения при 17 С меньше 10 мкг · см-2 · ч-1). Ag-ИСЭ с кислотостойкими стеклянными мембранами Ag20Ge29S51 и AgAsS2 имеют стабильные электродный потенциал и градиент электродной функции 52-58 мВ/ рAg при рAg =1-5 и могут успешно применяться в растворах муравьиной, уксусной и азотной кислот концентрацией до 6 моль/л для определения хлорид-ионов методом потенциометрического осадительного титрования.
Chloride ions in the electrolyte significantly affect the corrosion of metals, cooking and heat exchange equipment of chemical processing of wood. Commercially produced Cl-ion-selective electrodes (Cl-ISE) with polycrystalline membranes made of pressed AgCl and Ag2S powders are chemically unstable in highly acidic media, insufficiently sensitive and selective for potentiometric determination of Cl--ions, in the presence of strong reducing agents and oxidants. The aim of the study was to determine the acid resistance and the possibility of ionometric application of Ag-ISE with monolithic membranes made of Ag-Ge (As)-S system glasses, as well asAgAsS2 and Ag3AsS3 single crystals as indicators of the end of potentiometric titration of Cl--ions in solutions of formic, acetic and nitric acids. Ion-conducting glassy materials for Ag-ISE sensor membranes were synthesized in evacuated quartz ampoules from especially pure elemental substances at 650 or 950 C and hardened in air. The acid resistance of sensor materials was determined by gravimetric method according to GOST 7343-41 in 10% aqueous solutions of HCOOH, CH3COOH and HNO3 at 17 ± 1 C for 250 h. Potentiometric measurements with an accuracy of± 0.5 mV were carried out using an Ag-ISE electrochemical cell Ag-ISE | test solution¦1M NH4NO3 ¦ 1M KCl | AgCl, Ag. Potentiometric titration was performed using a microburet with a volume measurement accuracy of ± 0.01 ml. Homogeneous Ag+- sensor membranes made of Ag-Ge (As)-S system glasses or Ag3AsS3 single crystal are chemically stable in 10% aqueous solutions of formic, acetic and nitric acids (the dissolution rate at 17 C is less than 10 micrograms· cm-2 · h-1). Ag-ISE with acid-resistant glassy membranes Ag20Ge29S51 and AgAsS2 have a stable electrode potential and a gradient of the electrode function of 52-58 mV/ рAg at рAg = 1-5 and can be successfully used in solutions of formic, acetic and nitric acids with a concentration of up to 6 mol/ l for the determination of chloride ions by the method of potentiometric precipitation titration.