SU800862A1 - Способ измерени емкости двойногоэлЕКТРичЕСКОгО СлО - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ.ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СЛОЯ в себ  кроме тока зар жени  двойного сло  также и ток фарадеевского процесса , если в электролите присутствует депол ризатор 3 . Указанным способом удаетс  измерить ток зар жени , а следовательно , и емкость двойного сло  только в узком интервале потенциалов на нем ногих материалах, например, на плати не в интервале 0,4-0,6 В при отсутст вии депол ризатора. Наличие депол ризатора или адсорбционные,процессы дают значительный вклад в измер емый ток, что приводит к невозможности отделени  тока зар жени  двойного сло  от фарадеевского тока, и это   л етс  недостатком способа. Цель изобретени  состоит в разработке такого способа измерени  ем кости двойного электрического сло  границе электрод-электролит, которы позволил бы значительно повысить то ность измерени  дифференциального значени  емкости при любом потенциале электрода независимо от проте кани  фарадеевского процесса. Указанна  цель достигаетс  тем, что ток  чейки измер ют в интервале времени от момента начала изменени  потенциала до момента первого перегиба кривой тока и фиксируют в момент перегиба скачок тока, по которому рассчитывают емкость. При наличии тупоугольного перегиба кривой тока измер ют пол рность линейно из мен ющегос  потенциала. На фиг. 1 изображена блок-схема измерительной установки, на фиг. 2 зависимость потенциала электрода и тока  чейки от времени, на фиг. 3 возможна  зависимость емкости двойного сло  от потенциала электрода, на фиг. 4 -5 - возможные варианты первых перегибов кривой тока, на фиг. 6 - зависимость емкости двойно го сло  Р t - электрода от потенциал в 1 н H,jSO . На рабочий электрод 1 (фиг. 1), электролитической  чейки 2 подают от потенциостата 3 посто нный по ве личине начальный потенциал нАЧ. ° тролируемый относительно электрода 4 сравнени . Электроннолучевой осциллограф 5 через дифференцирующий усилитель 6 подключён к токоизмери тельному сопротивлению 7, включенному в -цепь вспомогательного электрода . 81 Рабочий электрод 1 выдерживают п посто нном начальном -потенциале УНА стрю.го определенное врем , в течени которого нестационарный ток, возникший при наложении н((ц, t прекра щаетс  и через  чейку 2.продолжает протекать только стационарный ток -/(-д- . В услови х электрохимического процесса указанное врем  опре дел етс  природой.и концентрацией веществ, участвующих в реакции. На рабочий электрод 1  чейки 2, ерез, которую протекает стационарный ок 1 Cf , подают от потенциостата линейно измен ющийс  во времени отенциал со скоростью, при которой ок зар жени  двойного сло  в момент ачала изменени  потенциала значительо превышает ток электрохимической еакции. Ток  чейки 2 измер ют на экране сциллографа 5. Измер емый до точки ерегиба А осциллограммы скачок i представл ет собой ток зар жени  войного сло , так как при достаточно большой скорости развертки потениала емкостное сопротивление двойного сло  весьма мало по сравнению параллельно соединенным фарадеевким-сопротивлением процесса и, слеовательно , двойной слой зар жаетс  в первую очередь. После точки перегиба А (см. фиг. 2 ) на ток зар жени  накладываетс  ток фарадеевского процесса, возрастающий с увеличением потенциала. Последующий наклон криой тока определ етс  фарадеевским сопротивлением реакции. Ток зар жени  описываетс  уравнением (г.) где Су - интегральна  емкость, С дифференциальна  емкость. В момент начала изменени  потенциала Р интегральна  емкость Cj посgfM/t 0 то нна и производна  на нулю, тогда ,| Таким образом, по скачку тока измер ют дифференциальную емкость, ко гора  вычисл етс  по формуле cs 1где V скорость развертки потенциала . Величину скорости развертки потенциала устанавливают таким обра:3ом , чтобы измер ема  емкость оставалась посто нной при последовательном увеличении скорости развертки. При достижении указанного услови  вклад фарадеевского тока в скачок fc исключаетс . так как скачок тока с . фиг. 2 ) происходит за ничтожно ;; малое врем  d t, при котором вклад тока фарадеевского процесса ничтожно мал, то измер ема  по данному способу - дифференциальна  емкость Gcf фактическиотноситс  к начальному потенциалу . Устанавлива .последовательно различные значени  начального потенциала и измер   токи  чейки 2 в вышеука

занном интервале времени,получают зависимость дифференциальной емкости двойного сло  от потенциала электрода при стационарном режиме протекани  фарадеевского процесса.

Возможен случай, когда начальный потенцисш рабочего электрода 1 соответствует точке М (см. фиг. 3) на участке кривой, на котором емкость имеет тенденцию к увеличению с ростом потенциала. Тогда осциллограмма тока (см. фиг. 4 имеет перегиб под тупым углом оС. к скачку емкостного тока i и определение точки перегиба Л затруднено. В этом случае, дл  увеличени  точности измерени  емкостного тока 1 с измен ют направление развертки потенциала на обратное. Тогда осциллограмма тока (см. фиг.5) имеет перегиб под острым углом оС к скачку емкостного тока 1( и определение точки перегиба А оказываетс  более точным.

Пример. Измерена, дифференциальна  емкость платинового электрода в растворе 1 н в области потенциалов 0,0-0,ОВ (по водородному электроду в том же раствореJ при 25 С Электродом сравнени  служит.ртутносульфатный электрод в растворе 1 н . Измерени  осуществлены на модернизированном осциллографическом пол рографе ПО-5122, модель 02 А при скорости развертки потенциала 320 В сек с одновременной фотофиксацией осциллограг ви. Результаты измерений приведены на фиг. б.

Данный способ позвол ет повысить производительность измерени  емкости

вследствие малого времени измерени  тока  чейки по сравнению с известным а также упростить аппаратуру.

Достоинством метода  вл етс  то, что измерение емкости двойного сло  производитс  в услови х одновременно протекающего фарадеевского процесса.

Claims (3)

1.Способ измерени  емкости двойного электрического сло  на границе электрод-электролит состо щий в том, что на рабочий электрод электролитической  чейки подают посто нный по величине начальный потенциал и линейн измен ющийс  во времени потенциал и регистрируют ток  чейки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  дифференциального значени  емкости,ток . чейки измер ют в интервале времени от момента начала изменени  потенциала до момента первого перегиба кривой тока и фикрируют в момент перегиба скачок тока, по которому рассчитывают емкость.

2.Способ по п. 1, отлича гощ и и с   тем, что при наличии тупо , угольного перегиба кривой тока измен ют пол рность линейно измен ющегос  потенциоша.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе .

1.Цфасман С. Б. Электронные пол рографы . М., Металлурги , 1959.

2.Авторское свидетельство СССР № 175733, кл. G 01 N 27/50, 1964.

3.Методы измерени  в электрохимии .М., 1977, т. 1, с. 105.

put.f

ит.

.Ji-c

А

ftfinf.

(Put.3

fun. i

/

Т

j

.

ue. f

пюв

f.f(9 «М

tea

no

чвв