RU2386124C1 - Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов - Google Patents
Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386124C1 RU2386124C1 RU2008150721/28A RU2008150721A RU2386124C1 RU 2386124 C1 RU2386124 C1 RU 2386124C1 RU 2008150721/28 A RU2008150721/28 A RU 2008150721/28A RU 2008150721 A RU2008150721 A RU 2008150721A RU 2386124 C1 RU2386124 C1 RU 2386124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- concentration
- solution
- potential difference
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для физико-химического анализа жидких растворов электролитов. Предложен способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов, заключающийся в определении концентрации ионов по величине разности потенциалов, возникающей между коаксиальными цилиндрическими электродами, погруженными во вращаемый исследуемый раствор электролита. Данный способ позволяет определить концентрацию ионов в жидких растворах без применения гальванического элемента, состоящего из индикаторного электрода и электрода сравнения, для изготовления которых требуется использование драгоценных материалов, таких как серебро, ртуть и т.д. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для физико-химического анализа жидких растворов электролитов.
Аналогами изобретения являются вольтамперометрические способы анализа и исследования жидких растворов электролитов [1]. Эти способы основаны на изучении зависимости силы тока, протекающего при электролизе исследуемого раствора, от напряжения, приложенного к электролитической ячейке. Процесс электролиза ведут при изменяющемся напряжении от нуля до выбранного значения. При этом регистрируют ток, протекающий через ячейку при всех задаваемых значениях напряжения, в итоге получают зависимость величины тока от разности потенциалов, по которой и определяют состав раствора. Недостатком вольтамперометрических методов является повышенная сложность ячеек, в которых проводится исследование состава раствора, затрудняющая, в частности, их использование непосредственно в анализируемых средах (например, в водоемах, водотоках, технологических трубопроводах, на линиях сбросов).
Прототипом предлагаемого способа изобретения является потенциометрический способ анализа. Он основан на измерении электродвижущих сил обратимых гальванических элементов. Обычно гальванические элементы, используемые в потенциометрии, включают пару электродов, которые могут быть погружены в один и тот же раствор (элемент без переноса) или в два различных по составу раствора, имеющих между собой жидкостный контакт (элемент с переносом). Для определения концентраций ионов в растворе наиболее пригодны элементы с переносом. Такой элемент включает индикаторный электрод, действующий обратимо к иону, активность (или концентрация) которого определяется, и второй электрод вспомогательный. Вспомогательный электрод должен иметь постоянный потенциал [2].
Для определения концентрации в исследуемый раствор погружают один или оба электрода, затем, по наступлении равновесия, определяют значение электродного потенциала, после чего вычисляют концентрацию определяемого иона в растворе.
К недостаткам потенциометрического способа относится то, что для каждого вида ионов, концентрацию которых предполагается определить, нужно подобрать индикаторный электрод из специального материала, чувствительного к данному виду ионов, что электрод сравнения имеет сложное устройство и для его изготовления требуется использование драгоценных металлов, таких как серебро, ртуть и т.д.
Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение той части измерительного устройства, которая непосредственно контактирует с исследуемым раствором; это упрощение заключается в исключении гальванического элемента из состава измерительного устройства, используемого в потенциометрическом способе. Результат достигается тем, что измерения проводят в ячейке из диэлектрического материала, в которую помещают коаксиальные цилиндрические электроды из инертного материала по отношению к раствору (например, из графита), между которыми исследуемый раствор приводят во вращательное движение; затем потенциометром измеряют разность потенциалов, возникающую между этими электродами.
Отличием заявляемого способа от прототипа является то, что в прототипе измеряется разность потенциалов, возникающая между электродом сравнения и индикаторным электродом в результате обмена ионами между индикаторным электродом и раствором, а в предлагаемом способе измеряется разность потенциалов, возникающая при вращении раствора между коаксиальными цилиндрическими электродами. Возникновение разности потенциалов между электродами, при вращательном движении раствора, связано с действием различных центробежных сил на ионы с разными эффективными массами.
Для пояснения сути изобретения служат фигуры 1 и 2.
На фигуре 1 изображен схематический разрез ячейки для реализации предлагаемого способа. На фигуре 2 приведены экспериментальные зависимости разности потенциалов от концентрации хлорида натрия в дистиллированной воде при двух значениях частоты вращения винта.
Для выполнения измерений была собрана ячейка, включающая стеклянный сосуд 1 с цилиндрическими электродами разных диаметров; электрод большого диаметра 2; раствор 3; винт 4; вал-привод 5; электродвигатель 6; электрод малого диаметра 7; регистрирующий прибор 8.
Методика выполнения измерений заключалась в следующем. Ячейку с электродами 2 и 7 промывали дистиллированной водой. После промывки в ячейку заливали порцию исследуемого раствора 3 с заданной концентрацией ионов. В опытах использовали раствор хлорида натрия в дистиллированной воде. Затем включали двигатель постоянного тока 6, для вращения раствора с помощью винта 4, соединенного с двигателем через вал-привод 5. Частоту вращения в ходе экспериментов варьировали от 2 до 3 оборотов в секунду путем регулирования тока питания двигателя. Измерения разности потенциалов между электродами 2 и 7 проводили после установившегося вращательного движения раствора 3 (через время порядка 10 секунд после включения двигателя). Результаты измерений при двух значениях частоты вращения раствора (при n1=2 об/с и n2=3 об/с) приведены на фигуре 2. Графики, приведенные на фигуре 2, соответствуют различным значениям шага изменения концентрации раствора. На фигуре 2.1 приведены зависимости разности потенциалов от концентрации хлорида натрия, когда последняя изменяется в интервале значений от 0 до 1 г/л. На фигуре 2.2 приведены зависимости разности потенциалов от концентрации ионов, когда концентрация изменяется в интервале значений от 1 до 10 г/л. На фигуре 2.3 - когда концентрация изменяется в интервале от 10 до 370 г/л.
Во всех случаях верхние графики соответствуют частоте вращения раствора n=3 об/с, а нижние графики получены при частоте вращения раствора n=2 об/с.
Как видно из графиков, в интервале значений концентраций раствора от 0 до 10 г/л зависимость разности потенциалов при постоянной скорости вращательного движения линейная. При дальнейшем увеличении концентрации рост разности потенциалов замедляется и достигает насыщения.
Реализация предложенного способа позволит получить простые измерительные устройства для экспресс-анализа растворов электролитов (воды) непосредственно в трубопроводах, технологических емкостях и водных объектах.
Источники информации
1. Физико-химические методы анализа Практическое руководство: Учебное пособие для вузов. / В.Б.Алесковский и др.; Под ред. В.Б.Алесковского - Л.: Химии, 1988. - 271 с.
2. Цитович И.К. Курс аналитической химии. - М.: Высш. шк., 1985. - 345 с.
Claims (1)
- Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов, находящихся в ячейке из диэлектрического материала, заключающийся в измерении разности потенциалов между электродами, погруженными в раствор электролита, отличающийся тем, что в ячейку помещают коаксиальные цилиндрические электроды одинаковой природы, и раствор электролита приводят во вращательное движение между электродами с частотой вращения 2-3 об/с, затем измеряют разность потенциалов между электродами, по величине которой определяют концентрацию ионов в растворе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150721/28A RU2386124C1 (ru) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008150721/28A RU2386124C1 (ru) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2386124C1 true RU2386124C1 (ru) | 2010-04-10 |
Family
ID=42671259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008150721/28A RU2386124C1 (ru) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386124C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493544C1 (ru) * | 2012-07-18 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Способ определения концентрации ионов в растворах электролитов |
-
2008
- 2008-12-22 RU RU2008150721/28A patent/RU2386124C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493544C1 (ru) * | 2012-07-18 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) | Способ определения концентрации ионов в растворах электролитов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lindner et al. | Tailored transport through ion‐selective membranes for improved detection limits and selectivity coefficients | |
Ammann et al. | Intracellular neutral carrier-based Ca 2+ microelectrode with subnanomolar detection limit | |
Fawcett et al. | Application of the ac admittance technique to double-layer studies on polycrystalline gold electrodes | |
US20090277805A1 (en) | Electrochemical sensors, sensor systems and method of sensing analytes | |
O'Sullivan et al. | Stripping voltammetric detection of insulin at liquid–liquid microinterfaces in the presence of bovine albumin | |
Navrátil et al. | Voltammetry of lead cations on a new type of silver composite electrode in the presence of other cations | |
US5489371A (en) | Sensor for electrochemical measurements | |
Langmaier et al. | Amperometry of heparin polyion using a rotating disk electrode coated with a plasticized PVC membrane | |
RU2386124C1 (ru) | Способ определения концентрации ионов в жидких растворах электролитов | |
US20100224489A1 (en) | Electrochemical Cell | |
Babauta et al. | EQCM and surface pH studies on lanthanum accumulation on electrodes in aqueous solution | |
Jadhav et al. | Normal pulse voltammetry as improved quantitative detection mode for amperometric solvent polymeric membrane ion sensors | |
Moros | Mercury-Film Electrode for Precision Voltammetry. | |
Afshar et al. | Counter electrode based on an ion-exchanger Donnan exclusion membrane for bioelectroanalysis | |
Migdalski et al. | Nonclassical potentiometric indicator electrodes with dual sensitivity | |
US3206386A (en) | Apparatus for electrochemical analysis | |
JP2014228488A (ja) | 水質検査装置 | |
RU2412433C1 (ru) | Способ вольтамперометрического определения олова в водных растворах | |
US3528778A (en) | Method for the determination of acid concentrations | |
US2732335A (en) | glass | |
US4262252A (en) | Measuring electrode for sulfuric acid concentration | |
JP3795769B2 (ja) | メッキ液の塩素濃度測定方法 | |
RU2300759C2 (ru) | Способ вольтамперометрического измерения концентрации селена | |
RU2362156C2 (ru) | Способ дифференциальной вольтамперометрии водных растворов и устройство, его реализующее | |
RU2569161C2 (ru) | Способ измерения распределения потенциалов и интенсивности протекающих процессов по длине исследуемого электрода и устройство для его реализации |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101223 |