ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИОСУЛЬФАТ-ИОНОВ НА МОДИФИЦИРОВАННОМ ЧАСТИЦАМИ ЗОЛОТА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕМ КОМПОЗИТНОМ ЭЛЕКТРОДЕ

Ссылка для цитирования: Аксиненко О.С., Коршунов А.В., Ковалева С.В. Вольтамперометрическое определение тиосульфат-ионов на модифицированном частицами золота углеродсодержащем композитном электроде // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 136-147. Актуальность. Тиосульфаты находят широкое применение в промышленности (текстильное производство, водоочистка, извлечение металлов), сельском хозяйстве (контроль цветения растений, фумигация почв, удобрения), медицине (детоксикационная терапия), аналитической химии. Области практического использования тиосульфатов определяются их высокой восстановительной и комплексообразующей активностью, а также продуктами окисления, имеющими самостоятельное практическое значение (коллоидная сера, политионаты). Несмотря на длительный опыт применения тиосульфатов, до сих пор продолжается поиск экспрессных, чувствительных и доступных методов их определения в технологических средах, объектах окружающей среды, продуктах питания. В связи с этим совершенствование методов определения тиосульфатов является актуальной задачей. Цель: определить условия получения аналитического сигнала при электроокислении тиосульфат-ионов с использованием модифицированного частицами золота углеродсодержащего композитного электрода. Объекты: растворы тиосульфата натрия. Методы: вольтамперометрия постоянного тока с линейной разверткой потенциалов, циклическая вольтамперометрия, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, моделирование окислительно-восстановительных равновесий. Результаты. Электроокисление тиосульфат-ионов на модифицированном частицами золота углеродсодержащем композитном электроде в условиях постояннотоковой вольтамперометрии с линейной разверткой потенциалов в фоновых электролитах 0,05 М KNO3 или 0,05 М Na2SO4 протекает при потенциалах 0,2…0,6 В и 0,8…1,3 В (х. с. э.) с максимумами анодного тока при Ер,1»0,3 В и Ер,2»1,1 В. Величина анодного тока Iр,2 на порядок выше величины Iр,1, концентрационные зависимости Iр,1 и Iр,2 являются линейными в интервалах c(S2O32–)=1×10–6…1×10–5 М и 1×10–7…1×10–5 М, соответственно. Интерпретация электродных процессов проведена на основе расчётных диаграмм метастабильных ионно-молекулярных форм в системе S–Au–H2O, а также литературных данных. Показано, что максимум анодного тока в области Ер,1 обусловлен протеканием совокупности электродных и химических реакций с участием промежуточных продуктов окисления тиосульфата (сульфит-, политионат-ионов, серы, комплексов Au). Основным процессом в области Ер,2 является анодное окисление серы с наложением электрокаталитического цикла с участием (гидр)оксидов Au. Показана целесообразность использования величины Iр,2 при Ер,2»1,1 В для определения низких концентраций S2O32–-ионов. Проведена оценка правильности результатов измерений и стабильности электродной функции при многократной регистрации аналитического сигнала. Предел обнаружения S2O32–-ионов по предлагаемому методу составляет сmin=5×10–8 M (7,9 мкг/л), нижняя граница определяемых концентраций clim=1,2×10–7 М. Полученные в работе результаты могут быть использованы при разработке (усовершенствовании) методик определения низких концентраций S2O32–-ионов в технологических растворах, объектах окружающей среды, продуктах питания.