대한화학회지 (Journal of the Korean Chemical Society)

  • 제41권7호
  • /
  • Pages.337-342
  • /
  • 1997
  • /
  • 1017-2548(pISSN)
  • /
  • 2234-8530(eISSN)
대한화학회 (Korean Chemical Society)
권호 표지

Crown Ether를 이용한 탐침형 납 이온선택성 전극

Coated Wire Lead(Ⅱ) Ion-Selective Electrodes based on Crown Ethers

  • 장미경 (경상대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 하광수 (경상대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 서무룡 (경상대학교 자연과학대학 화학과)
  • Jang, Mi Kyeong (Department of Chemistry, Gyeongsang National University) ;
  • Ha, Kwang Soo (Department of Chemistry, Gyeongsang National University) ;
  • Seo, Moo Lyong (Department of Chemistry, Gyeongsang National University)
  • Published : 19970700
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

Abstract

본 연구에서는 benzo-15-crown-5(B15C5)와 poly(acryloylmethylbenzo-15-crown-5)[poly(AMB15C5)] 화합물을 이온선택성 물질로 이용해서 $Pb^{2+}$를 전위차법으로 정량할 수 있는 탐침형 이온선택성 전극(coated wire-ion-selec-tive electrode[CWISE])을 개발하였다. 각각 감지막의 최적 조성은 B15C5의 경우에는 리간드 20 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 165 mg, 지지체인 polyvinylchloride 75 mg 및 용매인 THF 0.7 mL이었으며 poly(AMB15C5) 경우에는 리간드 35 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 160 mg, 지지체인 PVC [Polyvinyl Chloride] 70 mg 및 용매인 THF 2 mL이었다. 이 때 코팅용액의 리간드에 대한 무게함량은 각각 7.7%와 13.1%이었다. 각각의 전극은 $10^{-5} M{\sim}10^{-1}$ M 농도 범위에서 기울기가 28{\pm}1$ mV/decade인 직선성이 잘 성립하는 감응을 나타내었다. 또한 전극의 감응시간은 poly(AMB15C5) 경우에는 5분 이내였으며 B15C5의 경우에는 3분이내로 비교적 빠른 편이었다. 전극의 안정성은 크라운 에테르의 물에 대한 용해도 때문에 좋은 편은 아니었다. 최적 pH 조건은 pH 3~6이었으며 $Mg^{2+},\; Ca^{2+},\; Co^{2+},\; Ni^{2+},\; Cu^{2+},\; Zn^{2+}$ 및 $Cd^{2+}$는 방해가 거의 없었으나 $Na^+$와 $K^+$는 방해효과가 컸다. 그리고 본 연구에서 제조한 탐침형 이온선택성 전극을 이용하여 $Pb^{2+}$ 이온을 전위차 적정법으로 정량분석해 보았을 때 이론적인 당량점과 종말점이 잘 일키하는 결과를 얻었다.

Acryloylmethylbenzo-15-crown-5 was prepared from the reaction of 4'-hydroxymethylbenzo-15-crown-5 with acryloyl chloride. And, poly(acryloylmethylbenzo-15-crown-5) [poly(AMB15C5)] was synthesized by radical polymerization using AIBN as initiator in benzene. Coated wire lead(II) ion-selective electrodes ($Pb^{2+}$-CWISEs) using either poly(AMB15C5) or B15C5 as neutral carrier were prepared, respectively. $Pb^{2+}$-CWISEs gave linear responses with slopes of 28$\pm$ 1mV per decade within the concentration range of $10^{-5} M{\sim}10^{-1}$ M, respectively. Also, the detection limits were $10^{-6}$ M and response times were either 3 or 5 min. for B15C5 and poly(AMB15C5), respectively. $Pb^{2+}$-CWISE base on B15C5 was rather unstable than poly(AMB15C5)'s due to solubility of the B15C5 in water. The selectivity coefficients of a variety of interfering ions such as $Mg^{2+},\; Ca^{2+},\; Co^{2+},\; Ni^{2+},\; Cu^{2+},\; Zn^{2+}$ and $Cd^{2+}$ were small ($10^{-4}{\sim}10^{-5}$), while those of $Na^+$ and $K^+$ were large (0.1∼0.01). In addition, the electrode responses depended upon the pH of test solution and the composition of the membrane. In the range pH 3∼6 of test solution, potentials of Pb2+-CWISEs were hardly changed. The optimal contents of B15C5 and poly(AMB15C5) were 7.7 wt% and 13.1 wt%, respectively.

Keywords

References

  1. J. Am. Chem. Soc. v.93 Frensdorff, H. K.
  2. J. Solution Chem. v.1 Evans, D. F.;Wellington, S. L.;Nadis, J. A.;Cussler, E. L.
  3. Bull. Chem. Soc. Jpn. v.54 Takeda, Y.
  4. Bull. Chem. Soc. Jpn. v.57 Takeda, Y.;Ohyagi, Y.;Akabori, S.
  5. Bull. Chem. Soc. Jpn. Takeda, Y.;Yano, H.
  6. Bull. Chem. Soc. Jpn. v.55 Takeda, Y.;Yano, H.
  7. J. Phys. Chem. v.84 Hopkins, H. P.;Norman, A. B.
  8. Anal. Chem. v.52 Kolthoff, I. M.;Chantiini, K.
  9. Envir. Sci. Tech. v.11 Kitagawa, T.;Frankenfeld, J.
  10. Poly. Bull. v.1 Kimura, K.;Shono, T.
  11. Anal. Chem. v.54 Tamura, H.;Shono, T.
  12. Anal. Chem. v.43 Cattral, R. W.;Freiser, H.
  13. Anal. Chem. v.51 Kolthoff, I. M.
  14. Polymer(Korea) v.15 no.2 Lee, C. K.;Kim, J. H.
  15. J. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed. v.17 Verma, A. J.;Majewicz, T.;Smid, J.
  16. J. Membrane Biol. v.18 Wong, W. H.;Yagi, K.;Smid, J.
  17. Ion-Selective Electrode Koryta, J.;Stulik, K.
  18. Ann. N.Y. Acan. Sci. v.52 Ammann, D.;Oehme, M.;Morf, W. E.
  19. Selective Ion Sensitive Electrode Moody, G. J.;Thomas, J. D. R.