SU1122961A1 - Способ электрохимического анализа - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА методом инвepcиo нoй разности вольтамперметрии, включающий накопление электроактивного компонента на рабочем электроде и электрорастворении осажденного компонента с одновременным измерением тока, отличающийс  тем, что, с целью повьлиени  точности анализа, накопление провод т одновременно на двух рабочих электродах, причем на одном рабочем электроде в режиме вынужденной конвекции исследуемого раствора, а на другом-в режиме свободной конвекции исследуемого раствора , электрорастворение осажденного компонента провод т одновременно на обоих электродах в режиме свободной конвекции, измер емые с S токи электрорастворени  вычитаюти по величине разности рассчитывают (Л концентрацию компонента. 0 ND :о

Description

Изобретение относитс  к электрохимическому анализу (ЭХА) на твердых электродахС применением методов пр мой инверсионной вольтс1мперметрии .

Метод разностной вольтамперметрии (РВА) обладает высокой чувствительностью , однако в аппаратурном отношении он- сложен, так как требует дл  своей реализации двух потенциостатических установок и двух одинаковых  чеек.

Известен способ измерени  на дву электродах в одной  чейке и установке дл  исследовани  методом вра щающегос  дискового электрода с кольцом (ВДЭК).

С помощью этого метода можно реализовать способ электрохимического анализа методом инверсионной вольтамперметрии, включающий накопление электроактивного компонента на рабочем электроде и последующее электрорастворениё осажденного вещества с одновременным измерением тока.

Установка содержит электрохимичекую  чейку, включающую два вращающихс , механически жестко закрепленных на одном валу твердых рабочих iэлектрода, электрод сравнени  и вспомогательный электрод дл  устройства , поддерживающего заданную разность потенциалов между рабочим электродом и электродом сравнени , регистратор тока рабочих электродов 1.

Недостатком этого способа  вл етс  невозможность использовани  его дл  получени  разностных пол рограм поскольку оба рабочих электрода механически жестко закреплены на одном валу и всегда наход тс  в одних и тех же гидродинамических услови х Это обусловлено сравнимость величин рабочих токов i ОНР и следовательно, малой величиной и; , что не дает возможности снижени  погрешности определени .

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ электрохимического анализа методом.инверсионной разностной вольтамперметрии, включающий накопление электроактивного компонента на рабочем электроде и электрорастворение осажденного компонента а одновременным измерением тока.

Сущность способа заключаетс  в разделении процессов электроосаждени  и электрорастворени ; каждый из которых осуществл етс  на разных индикаторных электродах. На первом индикаторном электроде проводитс  электроосождение определ емого металла , затем производитс  электрорастворение металла. До начала анодного процесса к первому индиакторно

му. электроду механически подводитс  второй индикаторный электрод так, чтобы между ними осталс  лишь тонкий слой раствора,На втором электроде от другого источника устанавливают потенциал, соответствующий предельному току восстановлени  ионов. Металл с первого электрода диффундирует к второму, на котором регистрируетс  ток. Ток на первом электроде может не регистрироватьс  2 .

Однако врем  получени  полезного сигнала лимитировано скоростью диффузии . Поэтому точность измерени  полезного сигнала зависит от рассто ни  между электродами, а также от потенциала растворени  определ емого металла.

Другим недостатком известного способа  вл етс  невозможность точного и воспроизводимого сохранени  расстони  между вторым и первым электродами пор дка см.

Цель изобретени -повышение точности анализа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу электрохимического анализа Методом инверсионной разностной вольтамперметрии, включающему накопление электроактивного компонента на рабочем электроде и электрорастворение осажденного компонента с одновременным измерением тока, накопление провод т одновременно на двух рабочих электродах, причем на Ьдном рабочем электроде в режиме вынукденной конвекции исследуемого раствора, а на другом-в режиме свободной конвекции исследуемого раствора, электрорастворение осаж .денного компонента провод т одновременно на обоих электродах в режиме свободной конвекции, измер емые токи электрорастворени  вычитают и по величине разности рассчитывают концентрацию компонента.

На фиг.1 представлена блок-схема устройстаа дл  реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - пример выполнени  электрической  чейки, вход щей в его состав; на фиг. 3разностные вольтамперограммы, получаемые известным способом на фиг.4 - то же предлагаемым способом.

Устройство, реализуквдее способ, содержит электрохимическую  чейку 1, имек цую неподвижный рабочий электрод 2, вращающийс  рабочий электрод 3, вспомогательный электрод 4 и электрод 5 сравнени . Между .рабочими электродами 2 и 3 и элект зодом 5 сравнени  подключены низко- - : вольтные потенциостаты 6 и 7 соответственно , а между вспомогательным эл&ктродом 4 и электродом 5 сравнени  подключен высоковольтный потенциостат 8.Рабочие электроды 2 и 3 соединены через поте нциостаты б и 7 с задатчиком 9 потенциала, с помощью которого устанавливаетс  потенциал н-акоплени  и обеспечиваето  линейна  развертка потенциала. Потенциостаты электрически соединен между совой с регистратором 10 ток дифференциальные входы которого сое динены с каналами регистрации токов рабочих электродов б и 7. На фиг. 2 неподвижный рабочий электрод 2 размещен в стекл нной трубке 11 с ресивером 12 и обратным клапаном 13, преп тствукидим перемешиванию раствора у электрода 2, отделенной от объема электрохимической  чейки 1 одним или нескольки ми капилл рами 14. На фиг. 3 и фиг. 4 сравнение кри вых 15 и 16 (пиков растворени  РЬ и Cd ) показывает, что увеличение фонового тока не позвол ет точно определить величину максималь ного тока растворени  Jmax (крива  15); в разностном режиме (крива  16) лини  фонового тока практически параллельна оси абсцисс. Это позвол ет существенно повысить точность определени  Д мах Способ осуществл етс  следующим образом. Сигнал с источника 9 подаетс  на рабочие электроды 2 и.3,и происходи электроосаждение определ емых компо нентов на них. Поскольку электрод 1 работает в услови х вынужденной конвекции, а 2 - в услови х свободной конвекции, то соблюдаетс  условие 1} 12 После окончани  .осаждени  при регистрации электрорастворени  микроосадка при линей .ной развертке потенциала сигнала, пропорциональные токи рабочих, электродов Ц и i г подаютс  на вход регистратора 10 вольтамперных зависимостей через дифференциальный усилитель, ка другой вход которого сигнал с регистратора потенциала рабочего электрода. При работе с низкоомными электро химическими системами вспомогательный электрод может быть заземлен, при этом потенциостат. 8 отключаетс  Устройство с двум  твердыми рабо чими электродами ( например, ртутно графитовыми ) в одной  чейке имеет принципиальное преимущество перед ртутным капающим электродом. Пример, определение свинца (И) и кадми  (II ) предлагаемым способом. Анализировали стандартные образцы , ( СО 82.706.008 ТУ), после растворени  которых концентрации свинца (II) и кадми  соответствовали lfOtlO M. В качестве фона исполь зовали 0,2 М раствор хлористого кали  Сосч ), подкисленного хлористоводородной кислотой Сосч) до рН 3. Измерени  проводили в режиме ртутно-графитового электрода. Измерени  производились с помощью потенциостатической системы СВА-1, нё Гколько модифицированной дл  данной работы.Потенциал накоплени  составл л 1,05 В относительно насыщенного хлорсеребр нного электрода. Накопление проводилось на вращающемс  со скоростью 3600t3 об/мин дисковом и стационарном стеклографитовых электродах диаметром 2 мм. Коэффициент шероховатости электродов не превышал 5. Врем  накоплени  составл ло 40t 0,4 с. Диапазон изменени  потенциалов (-1)-(+0,4УВ. После окончани  измерени  электрод дл  очистки циклически пол ризовалс  в течение 20 с при скорости изменени  потенциала 100 в/с. Найденное количество свинца 1.05 . ю н/л и кадми  1,1 свидетельствует о правильности примен емой методики. Рассчитывалось дисперсное стандартное отклонение, коэффициент вариации , аси тетри , среднеквадратичное отклонение асимметрии, эксцесс, среднеквадратичное отклонение эксцесса с помощью стандартной програм- , мы на ЭВМ типа Искра-1256)) . В частности дл  данного случа  относительное стандартное отклонение ,04 дл  свинца, и Sj «0,05 дл  . Известные способы дл  указанных концентраций элементов обеспечивают S, 0,07-0,10, т.е. предлагаекшй способ более точен, кроме того л, в 5 раз сокращаетс  врем  анализа и в 3 раза снижаетс  предел обнаружени  элементов.

Claims (1)

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА методом инверсионной разности вольтамперметрии, включающий накопление электроактивного компонента на рабочем электроде и электрорастворении осажденного компонента с одновременным измерением тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, накопление проводят одновременно на двух рабочих электродах, причем на одном рабочем электроде в режиме вынужденной конвекции исследуемого раствора, а на другом-в режиме сво· бодной конвекции исследуемого раствора, электрорастворение осажденного компонента проводят одновременно на обоих электродах в режиме свободной конвёкции, измеряемые токи электрорастворения вычитают‘и по величине разности рассчитывают концентрацию компонента.