SU1068797A1 - Способ пол рографического определени молекул рного кислорода - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО КИСЛОРОДА , заключающийс  в подключении к индикаторному электроду электрохимической  чейки импульсного пол риэуюшего напр жени  и измерении тока депол ризации, отличаюц и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности дпределени  содержани  кис ррода при измен ющихс  температурных услови х, пол ризацию индикатсфного электрода осуществл ют -знакоперемениЕ м ийпульсньш напр жением со скважностью импульсов отрицательной пол рности, лежащей в дигшазоне 1-2, частотой следовани  импульсов 0,5-50 кГц и амплитудой , большей удвоенного значени  потенциала, соответствующего предельному току разр да кислорода , измер ют импеданс электрохимической  чейки и величину посто нного тока в цепи индикаторного | § электрода, после чего по измене- нию импеданса определ ют .температур-v/) ную коррекцию измерени , а с помощью значени  посто нного тока депол ри- СЩ зации индикаторного элек грода определ югг содержание молекул рного кис- s лорода. Mil ot 23 СО

Description

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью выбора рабочего участка на пол ризационной характеристике индикаторкого электрода электрохимической  чейки, осуществл ют изменение к скважности импульсного напр жени .

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  определени  содержани  молекул р-ного кислорода в жидких и газовых средах и может быть применено в гидрохимических и медико-биологических исследовани х.

Известен способ пол рографического определени  активности молекул рного кислорода путем измерени  . . диффузионрГого тока депол ризадии ин дикаторного электрода электрохимической  чейки, отделенной от анализ руемой среды проницаемой дл  кислогрода мембраной. При этом на индикаторный электрод подают посто нное пол ризующее напр жение отрицатель ной пол рности и величиной, обеспечивающей предельный ток электррвосстановлени  молекул кислорода на электроде С.1

Величинаэтого тока зависит не только от содержани  кислорода в анализируемой среде, но и от температурных условий определени . Пос1 ольку способ не предусматривает температурный контроль анал зируемо среды, точность электрохимического определени  кислорода недостаточна .

Известен также способ переменнотокового анализа веществ, в том числе и растворенного кислорода, основанный Наналожении переменного напр жени  малой амплитуды на поЛ рзующее посто нное, соответствующее восход щему участку пол ризационной характеристики индикаторного электрда . При этом используют переменное напр жение низкой частоты (10-100 Г а его амплитуду выбирают в пр еделах (0,005-0,3 ) от значени  потенциала, соответствующего предельному току разр да анализируемого компонента на электроде. Содержание растворенного кислорода определ ют по величине переменной составл юще.й в цепи индикаторного электрода 2.

Недостатком указанного способа  вл етс  отсутствие температурной коррекции при уизмерении в измен ющихс  температурных услови х.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ переменно-токового пол рографического определени  молеку , л рного кислорода, заключающийс  в подключении к индикаторному электроду электрохимической  чейки импульс ного пол ризующего напр жени  и измерении тока депол ризации. Помимо однопол рного импульсного пол ризую щего напр жени  с частотой следовани  10-20 Гц на индикаторный электрод подаетс  посто нное пол ризую

0 Щее напр жение, при том .измер ют среднее значение импульсного диффузионного тока депол ризации индикаторного электрода СЗ.

Недостатком этогоСпособа пол ро графического анализа при определении содержани  кислорода в анализируемых средах  вл етс  невысока  информативность , при этом дл  температурной коррекции определений требуетс  отдельный измерительный каналу

0 что приводит- к по влению погрешности , св занной с неидентичностью переходных процессов в измерительных каналах электрохимического анализа и температуры при проведении

5 определений в быстромен ющихс  температурных услови х.

Целью изобретени:   вл етс  повышение эффективности определени  сбдержани  кислорода при измен ющих0 с  температурных услови х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу полдрогра фического определени  молекул рного кислорода, заключающемус  в под5 ключении к индикаторному электроду электрохимической  чейки импульсного пол ризующего напр жени  и измерении тока депол ризации, пол ризацию индикаторного электрода осуществл ют знакопеременным импульсным напр жением со скважностью импуль- сов отрицательной пол рности, лежащей в диапазоне 1-2, частотой следовани  импульсов кГц и амплитудой , большей удвоенного значе5 ни  потенциала, соответствующего предельному току разр да кислорода , измер ют импеданс электрохимической  чейки и .величину посто нного тока в цепи индикаторного элек-Ц

0, трода, после чего по изменению импеданса определ ют температурную коррекцию измерени , а с помощью значени  посто нного тока депол ризации индикаторного электрода рпредел ют содержание молекул рного кислорода. Кроме -того, с целью выбора рабо чего участка на пол ризационной ха рактеристике индикаторного электро да электрохимической  чейки, осуществл ют изменение скважности импульсного напр жени . При подаче на электрохимическую  чейку непрерывной последовательности асимметричных по длительности знакопеременных импульсов, например, пр моугольной формы, на индикаторном электроде относительн непол ризующегос  электрода сравне ни  за счет динамического смещени  на емкости, образованной двойным электрическим слоем, возникающим на границе металл электролит, по вл етс  посто нный пол ризующий потенциал, величина которого в установившемс  режиме определ етс  д намическим равновесием между зар дом и разр дом этой емкости и вычисл етс  по формуле Ч К .. if иэ 26 эс где Ч - потенциал индикаторног электрода,/JJ , - потенциал электрода ср нени  / Е - амплитуда пр моугольны импульсов; 0 - скважность импульсов, к - коэффициент, отображающий резистивные характеристики  чейки. ,Цл  электрохимических датчиков парциального давлени  кислорода численное значение коэффициент.а  ч ки находитс  в пределах 0,84-0,97. Таким образом, выбор рабочего участка на пол ризационной характер тике индикаторного электрода сводитс  к изменению величины скважности пол ризуюнщх знакопеременных импульсов в диапазоне 1 - 9 2. Диапазон рекомендуекых частот сле .довани  импульсов (500 Гц - 50 кГц ограничен по нижнему пределу возмо ным по влением пульсационных помех по верхнему - нецелесообразным усложнением примен емой аппаратуры. Присутствующий в.анализируемой среде кислород, диффундиру  к поверхности отрицательно зар женного индикаторного электрода, восстанавливаетс , принима  зар д его поверхности, и возникающий при это ток депол ризации в виде посто нно составл ющей измер ют усилителем посто нного тока. Импеданс электрохимической  чей ки обусловлен, в основном, омическим сопротивлением электролита на рабочем участке и емкостным сопротивлением двойного электрического сло , возникающим на границе индикаторного электрода с электролитом. При достаточно высокой частоте повторени  пол ризующих импульсов (500 Гц - 50 кГц ) величина емкостного сопротивлени .ДВОЙНОГО электрического сло  находитс  в пределах 7,5-750 Ом на 1 мм поверхности индикаторного электрода. Величина же омического сопротивлени  электролита гораздо выше, в частности дл  диффузионных электрохимических датчиков парциального давлени  киспорода закрытого типа активна  ща  импеданса, как -минимум, на дл пор дка больше величины реактивно, составл ющей, которой поэтому можн пренебречь. Величина омического сопротивлени  обусловлена конструктивными особенност ми электрохимической  чейки, составом электролита И его температурой. При изменении температуры от значени  t до значени  t электропроводность электролита на ; рабочем участке будет измен тьс  в соответствии с формулой (vt,b где изменение электропровода I 2 ности при изменении температуры от -t до t2 / Лд - эквивалентна  электропроводность при Q°Ci oi - температурный коэффициент электропроводности . С использованием калибровочных кривых, полученных по результатам измерени  импеданса электрохимической  чейки при различных температурных услови х, рассчитывают зна- . чени  температурных коэффициентов. Использу .полученные коэффициенты и величины посто нной составл ющей тока , протекающего в уепи индикаторного электрода, рассчитывают численные значени  концентраций молекул рного кислорода в исследуемой среде , исключа  вли ние температурных условий определени . На чертеже приведены графики зависимости тока депол ризации индикаторного электрода от величины скважностиимпульсного пол ризующего напр жени ; крива  1 - электродна  пара , крива  2 электродна  пара Pt/Ao-cC , А. Пример. Напр жение пол ризации в виде непрерывной последовательности пр моугольных импульсов амплитудой в 3,4 В и частотой i следовани  500 Гц подают на электроды электрохимических датчиков пар- г циального давлени  кислорода. Электроды вместе с электролитом отдел ют

от анализируемой среды газопроницаемой мембраной. В. качестве электр дов используют пары , Л и , Ag-. Измер ют посто нную составл ю1-(ую тока в цепи питани  индикаторных электродов при изменении скважности отрицательных импуль сов пол ризации в диапазоне 1-2. Температуру ангшизируемой среды и концентрацию кислорода в ней поддерживают посто нными. Данные измерений отображены графически на чертеже.

Расположение площадок предельного тока разр да кислорода позвол ет выбрать, режимы пол ризации индикаторных электродов путем изменени  скважности пол ризующих импульсов . В данном случае дл  пары Pi/A(gC , Ag- необходима  скважность импульсов лежит в пределах 1,3-1,5.

Использование изобретени  по срав нению с известным способом переменно-токовой пол рографии с отдельным каналом дл  температурной коррек .ции позвол ет с высокой достоверностью производить обработку резульДл  пары , А рабочий участок обеспечивают импульсы со скважностью 1,2-1,4.

П Р и м е р 2. Определ ют концентрацию кислорода.в воде при различных температурах. Дл  этого используют датчики растворенного кислорода закрытого типа с электродной парой , А. Пол ризацию индикаторного электрода осуществл ю

0 импульсами пр моугольной Формы, амплитудой 3,4 В, частотой следовани  50 кГц и скважностью пол ризуюв х импульсов 1,4. Измер ют посто нную и переменную составл ющие

5 тока в цепи питани , индикаторногр электрода Контрольные определени  провод т по Винклеру. Результаты определений концентраций кислорода в воде, при различных температурах приведены в .таблице.

татов в реальном масштабе времени независимо от температурных условий анализируемой среды. При этом облегчаетс  обработка полученной информации и ввод ее в управл ющие механиз1 м.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО КИСЛОРОДА, заключающийся в подключении к индикаторному электроду электрохимической ячейки импульсного поляризующего Напряжения и измерении тока деполяризации, о т л и ч а юЩ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности Определения содержания кислорода при изменяющихся температурных условиях, поляризацию индикаторного электрода осуществляют - знакопеременным импульсным напряжением со скважностью импульсов отрицательной полярности, лежащей в диапазоне 1-2, частотой следования импульсов 0,5-50 кГц и амплитудой, большей удвоенного значения потенциала, соответствующего предельному току разряда кислорода, измеряют импеданс электрохимической ячейки и величину постоянного тока в цепи индикаторного ,| £ электрода, после чего по изменению импеданса определяют .температур-1/ ную коррекцию измерения, а с помощьюР* значения постоянного тока деполяри- W зации индикаторного электрода опре- | деляют содержание молекулярного кис- s порода. ^с оо

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что, с целью выбора рабочего участка на поляризационной характеристике индикатор ного электрода электрохимической ячейки, осуществляют изменение к скважности импульсного напряжения.