Ученые из Института химии СПбГУ оценили применимость ионных жидкостей на основе аминокислот для создания нового типа мембран электродов сравнения, которые помогают определить состав растворов. Статья исследователей опубликована в журнале Electroanalysis.

Для определения состава жидких смесей химики используют множество различных методов. Один из них — потенциометрия — основан на измерении электрического потенциала раствора. Одним из основных компонентов приборов для нее является электрод сравнения, относительно которого измеряются электрические характеристики. Традиционно они заполняются жидким водным раствором, но их невозможно использовать в миниатюрных анализаторах, при измерениях не в вертикальном положении и в нестандартных условиях, например в космосе. Решением этих проблем может стать применение твердых электродов сравнения.

Исследователи из Института химии СПбГУ, поддержанные грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, предложили использовать в этих электродах твердые полимерные мембраны на основе ионных жидкостей — расплавов, существующих при комнатной температуре и содержащих смесь ионов. В качестве основы для создания таких веществ авторы работы использовали несколько аминокислот: валин, лейцин, лизин и гистидин. Выбор именно этих веществ связан с их небольшим размером и способностью сравнительно легко переходить в отрицательно заряженную форму.

Для компенсации отрицательного заряда применялась положительно заряженная частица 1‐бутил‐3‐метилимидазолия, которая очень часто используется в ионных жидкостях и хорошо зарекомендовала себя в научных исследованиях. Чтобы проверить применимость новых мембран, ученые провели с помощью них потенциометрическую настройку электродов, созданных для определения концентрации ионов калия и кальция в растворе.

«Мы добавили ионные жидкости на основе аминокислот в твердые полимерные мембраны электродов сравнения. Это позволило нам значительно стабилизировать электродный потенциал и снизить необходимость использования жидких растворов. Кроме того, мы предложили простой критерий применимости той или иной ионной жидкости для нашей мембраны», — отметила ведущий автор работы, доцент СПбГУ Мария Пешкова.

По словам ученых, внедрение ионных жидкостей на основе аминокислот может внести значительный вклад в развитие экологически чистой потенциометрии. Это связано с низкой токсичностью таких веществ по сравнению с обычными компонентами полимерных мембран, которые сегодня используются в электродах сравнения.