Optimization of Lead-Selective Membrane Electrode Using Central Composite Experimental Design, and Study of Its Behavior with Electrochemical Impedance Spectroscopy

در اين كار روش سطح پاسخ همراه با روش طرح تركيب مركزي براي شبيه سازي و بهينه سازي اثر برخي متغيرها (مقادير پلي وينيل كلريد، يونوفر، افزودني و نرم-كننده) بر عملكرد الكترود يون گزين سرب استفاده شده است. شيب 1/29 ميلي ولت در مقادير بهينه از پلي وينيل كلريد (0283/0 گرم)، يونوفر(0074/0 گرم)، افزودني (002/0 گرم) و نرم كننده (060/0 گرم) به دست آمد. محدوده خطي غلظت 1-10×0/1-5-10×0/1 مولار با روش پتانسيومتري براي سرب بدست آمد. تكنيك اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي براي ارزيابي مكانيسم پاسخ الكترود بكار برده شد. نتايج بدست آمده از اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي محدوده خطي غلظتي از 6-10× 0/1 تا 1-10×0/1 مولار را نشان مي دهد. همچنين در مقايسه با روش پتانسيومتري محدوده pH بدست آمده از 3 تا 5/5 به مقدار 5/2 تا 0/6 افزايش پيدا كرد.

In this work, response surface methodology in conjunction with central composite design for modeling and optimization of the influence of some process variables (polyvinyl chloride (F1), ionophore (F2), additive (F3) and plasticizer (F4) amounts), on the performance of polyvinyl chloride membrane lead (??) ion-selective electrode is discussed. The slope of 29.1 ± 0.1 mV at the optimal amounts of polyvinyl chloride (0.0283 g), ionophore (0.0074 g), additive (0.002 g) and plasticizer (0.060 g) has been achieved. The electrode exhibited a linear potential response to lead (II) in the concentration range of 1.0 × 10-5 mol L-1 to 1.0 × 10-1 mol L-1 over pH range of 3.0 - 5.5. Greatly, the alternating current impedance technique was applied to investigate the response mechanism of the electrode. The results were obtained from electrochemical impedance spectroscopy shows a linear concentrations range of 1.0 × 10-6 mol L-1 to 1.0×10-1 mol L-1 and in comparison with potentiometry, the pH range increased to 2.5 ? 6.0.