SU1627967A1

SU1627967A1 - Вольтамперограф

Info

Publication number: SU1627967A1
Application number: SU894636283A
Authority: SU
Inventors: Юрий Владимирович Добровольский; Марат Ибрагимович Нургалиев; Александр Николаевич Румянов
Original assignee: Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1991-02-15

Abstract

Изобретение относитс к электрохимическому приборостроению, использование которого в измерительной аппаратуре в аналитической химии позвол ет повысить точность измерении за счет улучшени разрешени вольтамперограмм по потенциалам . Вольтамперограф содержит источник 1 пол ризующего напр жени , датчик 2 с вспомогательным электродом 7 1, электродом 7 2 сравнени и рабочим электродом 7.3, преобразователь 3 ток-напр жение и регистрирующее напр жение 6. Благодар введению задатчика 5 напр жени , повторител 4 напр жени и дополнительного электрода 7.4, установленного вокруг рабочего электрода 7.3 датчика 2 и преп тствующего восстановлению ионов исследуемого компонента раствора (электролита) на рабочем электроде 7 3, пик тока исследуемого компонента становитс более симметричным 2 ил. Ё

Description

Фиг. I

Изобретение относитс к электрохимическому приборостроению и может быть использовано в измерительной аппаратуре в аналитической химии.

Цель изобретени - повышение точности измерений за счет улучшени разрешени вольтамперограмм по потенциалам.

На фиг. 1 дана блок-схема вольтампе- рографа; на фиг. 2 - возможные варианты выполнени рабочего и дополнительного электродов датчика.

Вольтамперограф содержит источник 1 пол ризующего напр жени , датчик 2. преобразователь 3 ток-напр жение, говто- ригель 4 напр жени , задатчик 5 напр жени и регистрирующее устройство 6. На фиг. 1 обозначены вспомогательный электрод 7 1, электрод 7.2 сравнени , рабочий электрод 7.3, дополнительный электрод 7.4 датчика 2, представл ющего электролитическую чейку.

Преобразователь 3 ток-напр жение выполнен на операционном усилителе 8 с магазином 9 резисторов.

Повторитель 4 напр жени реализуетс на операционном усилителе 10.

Задатчик 5 напр жени может быть выполнен в виде переменного резистора, подключенного к источнику посто нного напр жени .

Вольтамперограф работает следующим образом.

К вспомогательному электроду 7.1 датчика 2 относительно рабочего электролч 7.3 приложено пол ризующее (как правило линейно измен ющеес ) напр жение с источника 1. Ток, протекающий при этом через датчик 2, имеет характерные максимумы (пики), расположение которых на оси потенциалов соответствует определенным компонентам раствора, а высоты - концентраци м этих компонентов. Электрод 7 2 сравнени служит дл компенсации объемного сопротивлени исследуемого раствора . На выходе преобразовател 3 по вл етс напр жение, пропорциональное току рабочего электрода 7.3, которое регистрируетс устройством 6. Задатчик 5 на выходе повторител 4 устанавливает напр жение, равное нулю. При этом потенциалы рабочего и дополнительного электродов 7.3 и 7.4 равны нулю.

В основе работы вольгамперографа лежит следующий механизм возникновени пиков.

Напр жение, измен сь, достигает величины , при которой начинаетс восстановление ионов данного видч. Возникает нарастающий ток восстановлени , восстанавливаютс ионы, расположенные э непосредственной близости от поверхности

рабочего электрода и их концентраци в этой области падает до . Образуетс градиент концентрации и начинаетс диффузи ионов из обьема электролита к поверхности рабочего электрода, а так как скорость диффузии мала, количество восстанавливающихс ионов начинает падать и происходит спад тока по закону t

Если объем электролита мал (соизме0 рим с размерами рабочего электрода 7 3), то врем спада уменьшаетс , так как все ионы данного вида быстро восстанавливаютс и их концентраци падает до нул . То же самое происходит, если кзким-то образом ог5 раничить диффузию ионов к рабочему электроду 7.3 из обьема. Такую роль выполн ет дополнительный эл°ктрод 7.4.

При нарастании пол ризующего напр жени на электроде 7.1 в момент, предшеству0 ющий начачу восстановлени анализируемого сомпонета, концентраци его ионов у поверхностей рабочего и дополнительного электродов 7.3 и 7.4 одинакова. По мере дальнейшего нарастани потенциала вспо5 могательного электрода 7.1 начинаетс восстановление анализируемого компонента в растворе и плотность токов рабочего и дополнительного электродов 7.3 и 7 4 аозрнстает одинаково до тех пор пока дополнительней

0 электрод 7 4 не снизит концентрацию ионоп анализируемого компонента в области оа- бочего электрода 7.3. Э;о происходит потому , что на дополнительном электроде 7 осуществл етс восстановление ионов

5 и обеднение ионами прос.рэнствг, окружающего рабочий электрод 7.3, и на нем восстанавливаютс только иочы, расположенные в непосредственной близости. Таким образом, дополнительный электрод 7.4, преп тству

0 диффузии ионов анализируемого компонента исследуемого раствора в область рабочего электрода 7.3, ускор ет спад диффузионного тока и делает пик тока компонента более узким и симметричным. Если в небольших

5 пределах измен ть сдвиг потенциала на дополнительном электроде (в интервале напр жений от потенциала начала восстановлени до потенциала максимума тока рабочего электрода, равном 60 - 70 мВ), то врем спада измен етс . При этом возможно уменьшение максимального значени

тока что компенсируетс подбором величины сдчмз.

Дополнительный электрод 7.4 датчика 2 может Оыгь выполнен в виде кольца, сетки, втулки и т. п. из металлов, стойких к иссле0 дуемому электролиту, не загр зн ющих его и хорошо пол ризующихс компонентами исследуемого раствора. Этот электрод 7.4 располагаетс так чтобы рабочий электрод

7.3 (микроэлектрод в виде ртутной капли, диска, амальгамированного электрода), оказалс внутри его объема (фиг. 2). Размеры внутренней зоны дополнительного элек1 рода 7.4 должны стремитьс к размерам электрода 7.3, что определ ет эффективность вольтамперографа.

Таким образом, в вольтамперографе повышена точность измерений по сравнению с прототипом.

Claims

Формула изобретени Вольтамперограф, содержащий источник пол ризующего напр жени , первый и

0

5

второй выходы которого соединены соответственно с вспомогательным электродом и электродом сравнени датчика, рабочий электрод которого через преобразователь то - напр жение подключен к входу регистрирующего устройства, отличающий- с тем, что, с целью повышени точности измерений за счзт улучшени разрешени вольтамперограмм по потенциалам, в вольтамперограф введены соединенные последовательно чадатчик напр жени , повторитель напр жени и дополнительный электрод датчика, установленный вокруг рабочего электрода датчика.