SU600427A1 - Способ электрохимического анализа веществ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электрохимии и может найти применение при анализе состава жидких сред в производственных и лабораторных услови х, например при анализе кислорода, растворенного в жидкости.

Известен способ определени  концентрации кислорода в жидких средах, заключающийс  в том, что индикаторный электрод, погруженный вместе с вспомогательным электродом в исследуемый раствор, пол ризуют напр жением , соответствующим участку предельного тока катодной пол ризационной кривой (0,6- 0,88 В), а концентрацию кислорода определ ют по току депол ризации индикаторного электрода 1.

Недостатком указанного способа  вл етс  то, что измерительный сигнал подвержен вли нию источников помех в цепи «исследуемый раствор - земл .

Известен также способ анализа электроактивных веществ, согласно которому одну из  чеек заполн ют исследуемым раствором, а другую - фоном, близким по составу к исследуемому раствору. К обеим  чейкам прикладывают одинаковые напр жени  и по разности токов определ ют концентрацию анализируемого вещества 2.

Этот способ имеет тот же недостаток, что и предыдущий.

Целью изобретени   вл етс  повыщение точности измерений путем исключени  вли ни  источников помех в цеии «исследуема  среда - земл  на результат анализа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что пол р 1зацию микроэлектродов, погруженных в исследуемую среду, производ т напр жени ми, наход щимис  в пределах восход щего участка пол ризационной характеристики, соответствующего восстановлению (окислению) электрохимически активного анализируемого веи ества , а его концентрацию определ ют по разности токов депол ризации микроэлектродов.

Сущность способа заключаетс  в следующем .

Индикаторные микроэлектроды, погруженные вместе с всиомогательным электродом в исследуемую среду, нол ризуют напр жени ми , соответствуюии1ми восход щему участку пол ризационной характеристики. При этом в зависимости от состава исследуемой среды, материала микроэлектродов и вида пол ризационной характерucTiiKH выдел ют только тот ее участок, который соответствует восстановлению (окислению) анализируемого вещества , т. е. участок, не искаженный реакци ми сопутствующих компонентов в среде.

Микроэлектроды с помощью виещних источников напр жени  пол ризуют относительно

общего вспомогательного электрода, лри этом через микроэлектроды протекают токи. Их значени , согласпо экспериментально установленному факту, св заны с концентрацией исследуемого вещества линейными зависимост ми при всех напр жени х пол ризации в пределах выделенного участка пол ризационной характеристики, соответствующего реакции исследуемого электрохимически активного вещества . Угловые коэффициенты этих зависимостей определ ютс  значени ми напр жений пол ризации. Последние выбирают, руководству сь конкретными услови ми анализа, обеспечива  получение минимальной погрешности измерени  и максимальной чувствительности. При этом потенциалы микроэлектродов отклон ютс  от своих стационарных начальных значений в соответствии с наложенными напр жени ми от внещних источников, т. е. пол ризуютс . Восстановление (или окисление) вещества приводит к депол ризации микроэлектродов .

Концентрацию восстанавливающегос  (окисл ющегос ) вещества определ ют по разности токов депол ризации микроэлектродов. Зависимость этой разности от концентрации  вл етс  также линейной.

Результат анализа не зависит от источников иолюх в цепи «исследуемый раствор - земл , лоскольку токи помех, вызываемые ими, иракт)чески ие протекают через цепи ипдикаториых микроэлектродов, представл юиднх собой значительно больщие сопротивлеии  но срависиию с сопротивлением вспомогательного электрода, а значени  сопротивлений индикаторных микроэлектродов близки. Близость этих сопротивлений создают сближением ианр л ений пол ризации. При этом пол ризаци  вспомогательного электрода не виосит иогрешности в измерени .

Таким образом, благодар  исключению вли ни  источников помех в цепи «исследуемый раствор - земл  и вли ни  нестабильности иотсициала вспомогательного электрода с чцсствснио гювыщаетс  точность измерений. Кроме того, по сравнению с известными способами , данный способ позвол ет использовать вспомогательные электроды с небольщой поверхностью, что  вл етс  решающим в тех случа х, когда требуетс  микроминиатюризаци  электродных систем.

Пример. Определение концентрации кислорода , растворенного в фосфатном буферном растворе с добавкой хлористого кали , рН 6,8.

Платиновые индикаторные микроэлектроды (площадь 3,14X10 мм-) вместе с хлорсеребр иым всиомогательным электродом ногружают в раствор. Микроэлектроды пол ризуют различными напр жени ми и дл  каждого варианта стро т градунровочные характеристики- зависимости разиости токов депол ризации микроэлектродов от коицентрации растворенного кислорода. Исследуемый раствор продувают газовыми смес ми с различным содержанием кислорода (до 100%).

Вли ние помех имитируют источником регулируемого напр жени  (ИРН), измен   напр жение от О до 4 В, а оценку этого вли ни  нроизвод т по относительному изменению измерительного сигнала носле включени  ИРН и добавочного сопротивлени  4 Ом в схему. Результаты опытов приведены в таблице

Как видно из таблицы, в трех вариантах опыта при разности между пол ризационными напр жени ми 0,1 В включение цепи, имитирующей вли ние св зи исследуемого раствора с землей, не вызывает погрещности измеренн . При разности напр жений пол ризации 0,55 В (IV вариант), соответствующей участкам начального и предельного тока пол ризационной характеристики, погрещность достигает 20%, что характерно дл  прототипа.

Использование нредложенного способа дл  анализа жидких сред в промышленных услови х , где характерно протекание через растворы больщих токов помех, вызванных заземлеиием аииаратуры, трубопроводов и т. д.) позвол ет благодар  повышенной точности измерений существенно увеличить эффективность технологического контрол , что в конечном счете обеснечивает снижение непроизводительных затрат.

В биомедицинских исследовани х (спецификой которых  вл етс  прецизиоиность измерений ) иредложеиный способ позволит повысить достоверность измереиий, что особенно важно в клинико-диагностических исследовани х. В частности перспективно его использование при анализе содержани  кислорода в крови алнаратов искусственного кровообращени  и при тканевых исследованн х напр жени  кислорода , где погрешность измерений может быть снижена в 3-5 раз.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ электрохимического анализа веществ , заключающийс  в пол ризации индикаторных микроэлектродов, погруженных в исследуемую среду, и определении концентрации электрохимически активного вещества, о т л и ч а 10 щ и и с   тем, что, с целью повыН1ени  точности измерений путем исключени  вли ни  неточииков помех ц цепи «исследуе5 ма  среда - земл  нэ результат анализа, пол ризацию микроэлектродов производ т с помощью напр жений, паход щихс  в пределах восход щего участка пол ризационной характеристики , соответствующего восстановлению5 (окислению) анализируемого вещества, а концентрацию электрохимически активного ве6 щества определ ют по разности токов депол ризацни микроэлектродов, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США ЛЬ 2913886, кл. 204-195, 1956.
2. 2. Брук Б. С. Пол рографические методы. М., «Энерги , 1972, с. 18.