CS203853B1 - Způsob galvanostatické rozpouštěcí analýzy - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je způsob galvanostatické rozpouštěcí analýzy, kterou se zjišťuje koncentrace jedné nebo více látek obsažených v roztoku.

Při chronopotenciometrických měřeních se zaznamenává časová závislost potenciálu elektrody, která byla polarizována konstantním proudem. V pozdní fázi růstu kapkové elektrody, jejíž povrch a tedy i hustotu je možno pokládat za konstatní, se na elektrodu vkládá krátký proudový impuls, přičemž potenciál elektrody se na počátku elektrolýzy ve směru podle znaménka proudu rychle mění, a to až do okamžiku, kdy začne probíhat elektrolytický pochod. Proud, který nejprve nabije elektrodu na vyšší potenciál, se potom spotřebuje na elektrodovou reakci a růst potenciálu se podstatně zpomaluje, až po vyčerpání depolarisátoru na povrch elektrody potenciál opět stoupne na vyšší hodnoty. Doba potřebná k vyčerpání depolarisátoru na elektrodě, to jest doba, po kterou probíhá děj, je označována jako přechodový čas a je určena výrazem _n π^χ/2 n F c DVž τ /2 - — kde τ značí přechodový čas, π je Ludolfovo číslo, n znamená počet elektronů, F je Faradayův náboj, c značí koncentraci depolarisátoru v molech na cm³, D jest jeho di2 fúzní koeficient v cm². s~^x a j znamená hustotu proudu, viz Delehay P.: New instrumental methods in electrochemistry, Interscience publ. 1954.

Přechodový čas se obvykle měří pomocí grafických záznamů časové závislosti potenciálu elektrody, což však zpravidla je obtížné a v případech, kdy přechodové časy jsou řádově sekundy, je to i nemožné. K tomu například dochází, když několik elektrodových dějů následuje v těsném sledu za sebou, jako tomu bývá při rozpouštěcích analýzách těžkých kovů v roztocích.

Při galvanostatické rozpouštěcí analýze se registruje časová závislost potenciálu elektrody s jedním nebo více elektrolyticky nahromaděnými prvky, která je polarizována konstantním proudem.

Zlepšením dosavadního stavu je tento vynález, jehož předmětem je galvanostatické rozpouštěcí analýza, kterou se stanoví koncentrace jedné nebo více látek obsažených ve zkoumaném roztoku. Při tom analyzovaná látka po vyloučení na elektrodě se polarisováním elektrody opět převede do roztoku, přičemž se sleduje změna potenciálu elektrody. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se analyzovaná látka vyloučená na elektrodě převede do roztoku polarizováním elektrody konstatním proudem, přičemž v průběhu rozpouštění se plynule indikuje velikost časové derivace potenciálu, a z časového intervalu změřeného mezi náhlými změnami derivace následujícími po sobě, se pronásohením převodním faktorem zahrnujícím parametry elektrolýzy a sledovaného prvku stanoví koncentrace obsažených látek v roztoku.

Předmět vynálezu je tedy založen na bázi klasické galvanostatické rozpouštěcí analýzy, při které se vzorek zkoumané látky převede do roztoku a elektrolyzuje se po určitou dobu při potenciálu, který je závislý na koncentraci a kvalitě stanovených látek, načež po ukončení elektrolýzy se do pracovního postupu zařadí doba klidu, která je nezbytná při práci se rtuťovými elektrodami. Vynález využívá poznatku, že po rozpuštění předtím vyloučených látek probíhajícím při konstantním proudu, jehož velikost je určena zejména koncentrací analyzovaných látek, se během rozpouštění indikuje elektronickým obvodem hodnota časové derivace potenciálu, přičemž při náhlé změně derivace může se ukončit měření doby, která je potřebná k rozpouštění dosud analyzované látky a může se začít s měřením doby potřebné k rozpuštění následující elektropozitivnější složky. Koncentrace lze vyhodnotit na bázi standardního přídavku nebo kalibračního grafu.

Předmět tohoto vynálezu má význam v analytické chemii, viz Vydra F., Stulík K., Juláková E.: Rozpouštěcí polarografie a voltametrie, Praha SNTL, 1977, může však být použita i při studiu kinetiky elektrodových procesů atd.

Výhody řešení jsou zřejmé z následujících příkladů provedení, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.

Příklad 1

Stanovení teluru

Provádí se na rotující diskové elektrodě . vytvořené ze skelného uhlíku, v prostředí 1 M roztoku kyseliny solné a při následujících pracovních podmínkách: elektrolýza 60 s při potenciálu —0,55 V/SKE a při rychlosti rotace 3000 otáček za minutu. Při rozpouštěeím proudu 15 μΑ se zjistí koncentrace teluru 5.10~⁶ M.

P ř í k 1 a d 2

Stanovení obsahu kadmia v sloučenině berylia

Provádí se na rotující diskové elektrodě vyrobené ze skelného uhlíku, jehož povrch byl pokryt rtuťovým filmem vytvořeným současně s vylučováním kadmia. Vylučování se provádí v 0,1 M roztoku octanu herylnatého a kyseliny octové, který obsahuje 10^-5 M rtuťnaté soli v roztoku. Pracovní podmínky: rotace 2000 otáček za minutu při potenciálu —1,3 V/SKE po dobu 15 minut, na to se zařadí 10 s doba klidu a nános se rozpustí proudem 10 μΑ. Přitom se zjistí, že koncentrace kadmia Cd²⁺ je 3.10^-7 M. Příklad 3

Stanovení olova v pitné vodě

Vzorek vody z normálního vodovodu se okyselí kyselinou solnou na výslednou koncentraci 0,1 M. Olovo se vylučuje po dobu 20 minut na rotující diskové elektrodě vytvořené ze skelného uhlíku pokrytého rtuťovým filmem při potenciálu —1,0 V/SKE.

Po době klidu 10 s usazený nános se rozpustí proudem 5 μΑ, přičemž se zjistí koncentrace olova 6.10^_1° M.

Claims (1)

1. PŘEDMfiT

   Způsob galvanostatické rozpouštěcí analýzy alespoň jedné látky obsažené v roztoku, při které analyzovaná látka po vyloučení na elektrodě se zpolarizováním této elektrody opět převede do roztoku, přičemž se sleduje změna potenciálu elektrody, vyznačená tím, že analyzovaná látka vyloučená na elektrodě se převede do roztoku polarizováním elektrody konstantním proudem, ynAlezu přičemž se v průběhu rozpouštění plynule indikuje velikost časové derivace potenciálu a z časového intervalu změřeného mezi náhlými změnami derivace následujícími po sobě se pronásobením převodním faktorem zahrnujícím parametry analýzy a sledovaného prvku stanoví koncentrace látek obsažených v roztoku.