JPH03272447A - カドミウムイオン選択性電極 - Google Patents

カドミウムイオン選択性電極

Info

Publication number
JPH03272447A
JPH03272447A JP2069814A JP6981490A JPH03272447A JP H03272447 A JPH03272447 A JP H03272447A JP 2069814 A JP2069814 A JP 2069814A JP 6981490 A JP6981490 A JP 6981490A JP H03272447 A JPH03272447 A JP H03272447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
electrode
cadmium
ions
sensitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2069814A
Other languages
English (en)
Inventor
Satsuo Kamata
鎌田 薩男
Takashi Kojima
隆司 小嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Parkerizing Co Ltd filed Critical Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority to JP2069814A priority Critical patent/JPH03272447A/ja
Publication of JPH03272447A publication Critical patent/JPH03272447A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カドくラムイオン選択性電極に関し、更に詳
しくは溶液中に存在するカドくラムイオンの濃度、厳密
にはカドごラムイオン活量を選択的に測定するニュート
ラルキャリヤー型のカドミウムイオン選択性電極に関す
る。
(式中、Rは直鎖もしくは分枝鎖のC,−C。
アルキルを表わし、Xは0−もしくはp−キシリレンを
表わす) で表わされるキシリレンビスチオカルバメート誘導体の
カドミウムイオン用感応物質から構成されることを特徴
とする、カドミウムイオン選択性電極。
〔従来技術〕
イオン選択性電極(イオン電極ともいう)は、その電極
が分析対象としているイオンに選択的に応答し、イオン
濃度や活量などを測定するものである。
このようなイオン選択性電極は、特定イオンに感応して
比較電極との間にそのイオン濃度に生じた電位差を示す
ため、目的イオンの定量ができ、従来よりイオン濃度モ
ニター、生体内における臨床分析、水質分析あるいは一
般分析に広く利用されている。
これは、例えば陽イオン選択性電極では、測定対象陽イ
オンの活量aR゛と陽イオン選択性電極が示す電位差E
(■V)との間にネルンストの式が成立し25℃では のように電位差と活量の対数との間に比例関係が威立ち
、電位差の測定から目的イオンの活量が簡単に計算でき
るためである。ここでネルンスト勾配は59.16/n
で表わされ、2価陽イオン(n=2)では29.58■
Vとなる。なお(2)式におけるnはイオン価、Eoは
系の基準電位差(ml/)である。
イオン電極はその構造からガラス電極、固体膜電極、液
膜型電極、ガス電極あるいは酵素電極等に分類される。
ところで、イオン選択性電極による金属センサーとして
今日実用に供されているものとして、感応物質に金属硫
化物を用いる固体膜型のAg”。
Cd”、Cu”イオンセンサー、イオン交換体としてジ
アルキルリン酸を用いる高分子膜型のCa”イオンセン
サー、Na2O及びAbO+−5iO2系のガラス膜を
用いるNa’、に’イオンセンサー、パリノマイシンを
イオノホアとするニュートラルキャリヤー型の高分子型
に゛イオンセンサーなどがある。
近年、前記のニュートラルキャリヤー型電極は、その優
れたイオン選択性を示すことから、ニュートラルキャリ
ヤータイプの新しいイオン感応物質について研究開発が
進められている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、Cu” + P b!4、あるいはCdt*
のような重金属イオン特にCd”イオンに選択的に速や
かに応答しうる電極が、多様の分野(例えば産業廃水な
どの管理又は環境分析等)において要望されている。
このようなCd”″イオンセンサーとして、硫化カドミ
ウムと硫化銀を主成分とした固体膜型カドミウムイオン
電極が実用に供されている。
しかしこのカドミウムイオン電極は、妨害イオン(例え
ばPb”、Cu”、Mg”等)の影響が大であり、更に
測定系に塩素イオンが共存する場合、1価イオンとして
ネルンスト応答を示し、また共存しない場合には2価イ
オンとして応答する。このような応答性の性質のために
、従来のカドミウムイオン電極では正確なイオン濃度測
定データが得られない欠点があった。すなわち、イオン
電極としての信頼性および再現性に欠けていたのである
従って、応答性が速くしかも塩素イオンの影響を受けな
いカドミウムイオン電極の開発が望まれていた。
〔課題を解決するための手段、および発明の作用〕本発
明は、かかる課題を解決するためになされたものであり
、本発明のカドミウムイオン選択性電極はイオン選択性
電極の感応膜が次式l:R \ / 走 / \ R (式中、Rは直鎖もしくは分枝鎖のC2〜C4アルキル
を表わし、XはO−もしくはp−キシリレンを表わす) で表わされるキシリレンビスチオカルバメート誘導体の
カドミウムイオン用感応物質から構成されることを特徴
とする。
すなわち、本発明のカドミウムイオン選択性電極は、従
来タイプすなわち固体膜電極とは異なり、いわゆるニュ
ートラルキャリヤー型のイオン選択性電極である。
本発明者等は、このような電極におけるニュートラルキ
ャリヤーとして、特に前記式Iで表わされるような、ド
ナー原子としてイオウを含む非環状イオウ化合物が重金
属イオン特にCd”と安定な錯体を形成し、これを感応
膜に利用した場合、塩素イオンの影響が全くなくしかも
極めて応答性に秀れたイオン選択性電極が得られること
の知見を得て本発明を完成したのである。
本発明のイオン電極の感応膜を形成する感応物質(感応
素子)である前記式■のキシリレンビスジチオカルバメ
ートは、次式■: (式中、直鎖もしくは分枝鎖の01〜C4アルキルを表
わし、Mは1価の腸イオン、例えばナトリウム、カリウ
ムを表わす) で表わされるジチオカルバミン酸と次式■:hal −
X −hal           (m )(式中、
Xは0−もしくはP−キシリレンを表わし、halはハ
ロゲン原子、例えば塩素、臭素等を表わす) で表わされるハロゲン化アルキレンとを化学反応量的割
合(2対1)で有機溶剤中、常温ないし約100″C1
好ましくは用いる有l!溶剤の沸点温度で、例えば5〜
10時間、好ましくは4〜6時間反応させることによっ
て得ることができる。
反応生成物は常法により精製することができる。
なお、前記式■のジチオカルバミン酸において、置換基
Rは、直鎖のC1〜C4アルキルもしくは分枝鎖のC3
〜C4アルキル(例えばイソブチル)であり好ましくは
直鎖のC1〜C,アルキル、例えばメチル、エチル、ま
たはn−ブチルである。
以下、更に本発明を実施例により説明する。
〔実施例〕
実施例1 0−キシリレンビス(ジメチルジチオカルバメート)(
o−XBDMDTC)の合成:N、N−ジメチルジチオ
カルバミン酸ナトリウムと0−キシリレンプロミドとを
化学反応量的割合(2二1)で無水エタノール中に溶解
させ、次いで撹拌しながら加熱還流下4〜6時間反応さ
せる。反応終了後、反応液を冷却させ析出した生成物を
ろ別する。得られた生成物をクロロホルムに溶解させ、
含まれる不純物を純水に抽出除去した後、クロロホルム
を蒸発させ粗生成物を得る。この粗生成物をエタノール
−クロロホルム混合溶媒を用いた再結晶法により精製し
、次式:%式% の構造式で示される標題化合物の0−キシリレンビス(
ジメチルジチオカルバメート)を収率32%にて得る。
融 点:92〜94“C(白色固体) 元素分析値: 但しく )内の数値は理論値 実施例2 0−キシリレビス(ジ−n−ブチルジチオカルバメート
) (0−XBDBDTC)の合成=N、N−ジn−ブ
チルジチオカルバミン酸ナトリウムと0−キシリレンプ
ロミドを原料物質として用い、実施例1で記載したと同
様の操作を行い、次式: %式% の構造式で示されるO−キシリレンビス(ジ−n−ブチ
ルジチオカルバメート)を収率41%で得る。
融 点:51〜55℃(白色固体) 元素分析値: H6Cz     CJs \ / 実施例3 p−キシリレンビス(ジエチルジチオカルバメート) 
(P −XBDEDTC) (7)合成:N、N−ジエ
チルジチオカルバミン酸ナトリウムとP−キシリレンプ
ロミドとを原料物質として用い、実施例1で記載したと
同様の操作を行い、次式: %式% の構造式で示されるP〜ルキシリレンビスジエチルジチ
オカルバメート)を収率45%で得る。但し、エタノー
ルを再結晶溶媒として用いた。
融 点ニア5〜76℃(白色固体) 元素分析(+!= 但しく )内の数値は理論値 実施例4 o −XBDMDTC(o−キシリレンビス(ジメチル
ジチオカルバメート))を感応素子として用いるカドミ
ウムイオン電極の作威: 実施例1で得られたo −XBDMDTC40m1gを
、可塑剤である0−ニトロフェニルオクチルエーテル(
NPOE) 200■に溶解し、次いでテトラキス〔3
5−ビス(トリフルオロメチル)フェニルホウ酸ナトリ
ウム(TFPB) 3■を添加し、十分撹拌した後、更
にポリ塩化ビニル(PVC) 150■を加えて混合し
、テトラヒドロフラン(THF)  5M1に溶解する
。更に、超音波を使用して完全に溶解する。得られた溶
液を径が35皿のガラス管中に流し込み、30°Cで1
昼夜以上放置し、THFを蒸発、乾燥させ薄膜を得る。
乾燥したm膜の膜厚は約0.2閣であり、これを直径6
mに切取った円形状の感応膜1(第1図)を、PVC(
5g)のT HF (100d )溶液を接着剤として
用い、6m径の塩化ビニル(PVC)管2の先端に接着
させ、電極基体3に取り付ける。
次いで内部液(0,01モル塩化カドミウム)4を前記
電極基体3に注ぎ、しかる後電極の上記膜を0.01モ
ル塩化カドミウム溶液に一夜浸漬してコンディショニン
グ処理し、最後に内部電極5を挿入しニュートラルキャ
リヤー型のカドミウムイオン選択性電極Aを完成する。
実施例5 o −XBDBDTC(o−キシリレンビス(ジ−n−
ブチルジチオカルバメート))を感応素子として用いる
カドミウムイオン電極の作成: 実施例2で得られたo −XBDBDTC40■および
丁PPB 511gを使用した他は、実施例4に記載し
た内容と同一条件のもとて感応膜を作威し、o −XB
DBDTCをイオン感応物質としたニュートラルキャリ
ヤー型のカドくラムイオン選択性電極を完成した。
実施例6 p −XBDEDTC(P−キシリレンビス(ジエチル
ジチオカルバメート))を感応素子として用いるカドミ
ウムイオン電極の作成: 実施例3で得られたp −XBDEDTC70+agお
よびKTCPB (テトラキス(P−クロロフェニル)
ホウ酸カリウム;同仁化学研究所製)15■を使用した
他は、実施例4に記載した内容と同一の条件のもとて感
応膜を作成し、p−XBDEDTCをイオン感応物質と
したニュートラルすキ中リヤー型のカドミウムイオン選
択性電極を完成した。
実施例7および比較例 実施例4、実施例5および実施例6でそれぞれ得られた
イオン選択性電極についてその電極特性を測定した。
(1)まず、上記三種のイオン選択性電極について、比
較電極(銀塩化銀電極:東亜電波型H2O5C)および
電位差計(東亜電波製HF120E型)を使用し、生じ
た電位とカドミウムイオン濃度の関係を測定した。その
結果を第2図に示す。第2図から明らかなように実施例
1〜3で得られた感応物質を感応素子とする三種のイオ
ン電極は、10− ’〜10−’Mの間で直線関係を示
しており、カドミニウムイオン濃度と電位との間でネル
ンストの式が成立していることが判明した。なお、ネル
ンストの電位勾配は、o −XBDMDTC、o −X
BDnBDTC、p −XBDEDTCの感応素子につ
いてそれぞれ27、28、25mV/decadeであ
った。従って第2図のグラフは、カドミウムイオンの検
量線として用いることができる。
(2)更に、本発明に係る電極を評価するため、検出限
界、応答時間、pHの影響および選択係数の緒特性につ
いて測定した。測定方法は、JIS−に−0122イオ
ン電極通則に従った。
その結果を第1表に示す。
第1表 カドミウムイオノ電断特性 なお、選択係数は混合溶液法により求めた。
上記結果より、本発明のカドミニウムイオン電極は、カ
ドミニウムイオンに対して選択的に感応することが判明
した。更に実施例2のo −XBDBDTCが他の2種
の感応物質に比較してネルンスト値に最も近く、しかも
応答時間が0.9秒と極めて短時間であることから最良
であることが判明した。
次に本願発明のイオン電極の電極特性を従来の固体膜型
イオン電極のそれと比較した。
その結果を第2表に示す。
第2表 本発明の電極と従来電極との電極特性の比較が
早い。また、重金属イオンの影響も従来電極に比較して
小さい。更に従来電極とは異なり共存の塩素イオンの影
響を全く受けず、応答性に差異を生しない。
上記の表から明らかなように、本発明のイオン電極は、
従来の電極に比較して著るしく応答速度〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のニュートラル型イオン選
択性電極は、キシリレンビスジチオカルバメート誘導体
をカドくラムイオン用感応素子として構成したものであ
るから、従来のイオン電極に比較して極めて秀れた応答
性を有すると共に、妨害イオンの影響も小さく、しかも
従来のイオン電極におけるような共存塩素イオンによる
影響を全く受けない等の種々の秀れた効果を奏する。従
って本発明のイオン電極を用いてイオン濃度測定した場
合、極めて速やかにかつ信頼性・再現性の高い測定結果
を得ることができる。従って、本発明は新規なイオンセ
ンサーとして実用に供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例のイオン選択性電極の構造
を示す説明図であり、 第2図は本発明のイオン電極に対する検量線を示すグラ
フである。 1・・・感応膜、     2・・・塩化ビニル管、3
・・・電極基体、    4・・・内部液、5・・・内
部電極、 A・・・イオン選択性電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、イオン選択性電極の感応膜が次式1: ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、Rは直鎖もしくは分枝鎖のC_1〜C_4アル
    キルを表わし、Xはo−もしくはp−キシリレンを表わ
    す) で表わされるキシリレンビスチオカルバメート誘導体の
    カドミウムイオン用感応物質から構成されることを特徴
    とする、カドミウムイオン選択性電極。
JP2069814A 1990-03-22 1990-03-22 カドミウムイオン選択性電極 Pending JPH03272447A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2069814A JPH03272447A (ja) 1990-03-22 1990-03-22 カドミウムイオン選択性電極

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2069814A JPH03272447A (ja) 1990-03-22 1990-03-22 カドミウムイオン選択性電極

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03272447A true JPH03272447A (ja) 1991-12-04

Family

ID=13413607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2069814A Pending JPH03272447A (ja) 1990-03-22 1990-03-22 カドミウムイオン選択性電極

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03272447A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712920C1 (ru) * 2019-06-07 2020-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Кадмий-селективный электрод

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712920C1 (ru) * 2019-06-07 2020-02-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Кадмий-селективный электрод

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4554362A (en) Bis-crown-ether derivatives and their use
Gupta et al. Porphyrins as carrier in PVC based membrane potentiometric sensors for nickel (II)
Solsky Ion-selective electrodes
Singh et al. Copper (II) selective electrochemical sensor based on Schiff Base complexes
Szigeti et al. Novel potentiometric and optical silver ion-selective sensors with subnanomolar detection limits
CA2719255C (en) Biosensor with improved analyte specificity
Kivlehan et al. Toward feedback-controlled anesthesia: voltammetric measurement of propofol (2, 6-diisopropylphenol) in serum-like electrolyte solutions
Jain et al. Chelating ionophore based membrane sensors for copper (II) ions
Shamsipur et al. Perchlorate selective membrane electrodes based on a phosphorus (V)–tetraphenylporphyrin complex
Pankratova et al. Fluorinated tripodal receptors for potentiometric chloride detection in biological fluids
Mendecki et al. Simple, robust, and plasticizer-free iodide-selective sensor based on copolymerized triazole-based ionic liquid
Gupta et al. Protoporphyrin IX dimethyl ester as active material in PVC matrix membranes for the fabrication of zinc (II) selective sensor
O'Connor et al. Symmetrical, unsymmetrical and bridged calix [4] arene derivatives as neutral carrier ionophores in poly (vinyl chloride) membrane sodium selective electrodes
US4739081A (en) New crown ether derivatives, process for the preparation thereof and ion-selective membrane electroes comprising the same
Mashhadizadeh et al. Nickel (II) selective membrane potentiometric sensor using a recently synthesized mercapto compound as neutral carrier
Oesch et al. Plasticizers of high lipophilicities for clinically relevant ion-selective electrodes (ISE) and multisensing field effect transistors (ISFET)
Gholivand et al. Zirconium ion selective electrode based on bis (diphenylphosphino) ferrocene incorporated in a poly (vinyl chloride) matrix
Saleh et al. A new ion-selective electrode for potentiometric determination of Ce (III) ions
JPH03272447A (ja) カドミウムイオン選択性電極
US6635683B1 (en) Film responsive to bicarbonate ion
Hosseini et al. Determination of Hg (II) ions in water samples by a novel Hg (II) sensor, based on calix [4] arene derivative
Chandra A Zinc (II) PVC-membrane sensor based on synthesized thiophene-2-aldehyde semicarbazone (TAS) as an ionophore
Pomecko et al. Anion recognition by phosphonium calix [4] arenes: synthesis and physico-chemical studies
JPH03272446A (ja) 鉛イオン選択性電極
Kolytcheva et al. Influence of the organic matrix on the properties of membrane coated ion sensor field-effect transistors