SU960612A1 - Nestecheometric oxide oxygen potential determination method - Google Patents

Nestecheometric oxide oxygen potential determination method Download PDF

Info

Publication number
SU960612A1
SU960612A1 SU813255738A SU3255738A SU960612A1 SU 960612 A1 SU960612 A1 SU 960612A1 SU 813255738 A SU813255738 A SU 813255738A SU 3255738 A SU3255738 A SU 3255738A SU 960612 A1 SU960612 A1 SU 960612A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
electrodes
cell
temperature
emf
Prior art date
Application number
SU813255738A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Георгиевич Баранов
Юлий Григорьевич Годин
Original Assignee
Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт filed Critical Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт
Priority to SU813255738A priority Critical patent/SU960612A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU960612A1 publication Critical patent/SU960612A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)

Description

Изобретение относится к физико-химическому анализу, в частности, к нераэрушающим способам анализа нестехиометрических окислов.The invention relates to physicochemical analysis, in particular, to non-destructive methods for the analysis of non-stoichiometric oxides.

Известен способ определения кислородного потенциала нестехиометрических окислов, заключающийся в том, что анализируемый образец помещают в гальваническую ячейку, нагревают до 1ООО1500 К, измеряют ЭДС ячейки, по величине которой определяют кислородный потенциал анализируемого окисла, охлаждают ячейку до комнатной температуры и производят смену образца [1] .A known method for determining the oxygen potential of non-stoichiometric oxides is that the analyzed sample is placed in a galvanic cell, heated to 1 ° C 1500 K, the cell EMF is measured, the oxygen potential of the analyzed oxide is determined by its value, the cell is cooled to room temperature and the sample is changed [1] .

Недостатками этого способа являются большая длительность измерений и значительное увеличение погрешности при анализе достехиометрических окислов, обладающих низкими кислородными потенциалами.The disadvantages of this method are the long duration of the measurements and a significant increase in the error in the analysis of pre-stoichiometric oxides with low oxygen potentials.

Наиболее близким по технической сущ,'ности к изобретению является способ определения кислородного потенциала нестехиометрических окислов с помощью гальванической ячейки с электродами сравнения в твердом электролите, обладающими разными значениями кислородного потенциала, заключающийся в нагреве ячейки до рабочей температуры,. поме5 -щений в нагретую ячейку образца, имеющего температуру выше рабочей, и измерении ЭДС ячейки [ 2 ] .The closest in technical essence to the invention is a method for determining the oxygen potential of non-stoichiometric oxides using a galvanic cell with reference electrodes in a solid electrolyte having different values of the oxygen potential, which consists in heating the cell to operating temperature. besides 5 joints in a heated cell of a sample having a temperature higher than the working one and measuring the emf of the cell [2].

Недостатки известного способа состоят в том, что при его осуществлении „The disadvantages of this method are that in its implementation

температуру ячейки находят путем измерения термо-ЭДС термопары и очень трудно точно установить момент достижения рабочей температуры образца и элек15 трода сравнения, что может привести к значительному увеличению погрешности определения кислородного потенциала анализируемого окисла. Кроме того, при анализе достехиометрических окислов го величина ионной проводимости твердого электролита может уменьшаться на десятки процентов^ что также вызывает существенное возрастание погрешности определения.the cell temperature is found by measuring the thermo-EMF of the thermocouple and it is very difficult to accurately determine when the working temperature of the sample and reference electrode 15 is reached, which can lead to a significant increase in the error in determining the oxygen potential of the analyzed oxide. In addition, in the analysis of pre-stoichiometric oxides, the ionic conductivity of the solid electrolyte can decrease by tens of percent, which also causes a significant increase in the determination error.

рыRy

Целью изобретения является повышение точности анализа нестехиометрических окислов.The aim of the invention is to increase the accuracy of the analysis of non-stoichiometric oxides.

Поставленная цель достигается тем, что , согласно способу определения кислородного потенциала нестехиометричес; ких окислов с помощью гальванической ячейки с электродами сравнения в твердом электролите, обладающими разнымизначениями кислородного потенциала, рабочей температуры, помещении в нагретую ячейку образца, имеющего температуру выше рабочей, и измерении ЭДС, ячейки, одновременно с помещением образца в нагретую ячейку регистрируют ЭДС между двумя электродами сравнения, а измерение ЭДС яч производят после достижения ЭДС у электродами сравнения величины, соответствующей заданной рабочей температуре. · Непрерывная регистрация при вводе образца в гальваническую ячейку величины концентрационной ЭДС между двумя электродами сравнения позволяет точно определить момент достижения образцом и электродами сравнения рабочей температуры и, тем самым, снизить погрешность анализа, обусловленную температурным градиентом, а измерение ЭДС между образцом и двумя электродами сравнения позволяет существенно расширить область применения твердых электролитов для анализа достехиометрических окислов и повысить точность измерений, так как исключается погрешность из-за уменьшения числе ионной проводимости твердого электролита при низких кислородных потенциалах.This goal is achieved by the fact that, according to the method for determining the oxygen potential is non-stoichiometric; of oxides using a galvanic cell with reference electrodes in a solid electrolyte having different values of oxygen potential, operating temperature, placing a sample at a temperature higher than the working one in the heated cell and measuring the emf, the cell, simultaneously with the placement of the sample in the heated cell, the emf between the two electrodes comparison, and the measurement of the EMF of the cell is carried out after reaching the EMF at the electrodes of comparison of the value corresponding to a given operating temperature. · Continuous recording of the concentration EMF between the two reference electrodes when the sample is introduced into the galvanic cell allows precise determination of the moment the sample and the reference electrodes reach the operating temperature, thereby reducing the analysis error due to the temperature gradient, and measuring the EMF between the sample and two reference electrodes significantly expand the scope of application of solid electrolytes for the analysis of pre-stoichiometric oxides and increase the accuracy of measurements, since Xia error due to reduction including ionic conductivity of the solid electrolyte at low oxygen potentials.

, · На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, общий вид., · The drawing shows a device that implements the proposed method, General view.

Устройство содержит гальваническую ячейку, состоящую из двух электродов сравнения 1 и 2, первый из которых выполнен, например, из равномолярной смеси никель- - окись никеля, а другой из смеси железо-вюстит. Электроды 1 и 2 помещены в твердый электролит 3, помещенный в держатель 4.The device contains a galvanic cell, consisting of two reference electrodes 1 and 2, the first of which is made, for example, of an equimolar mixture of nickel - nickel oxide, and the other of a mixture of iron-wustite. The electrodes 1 and 2 are placed in a solid electrolyte 3, placed in the holder 4.

Устройство содержит платиновые потенциометрические выводы 5 и 6 электродов 1 и 2 и скользящий вывод 7, нагреватель 8 для поддержания рабочей температуры ячейки и нагреватель 9 для создания зоны перегрева, размещенные вокруг гальванической ячейки, подающий стержень 10, магазин 11 с образцами 12, размещенную в стержне 10 . термопару 13, корпус 14 для магазинаThe device contains platinum potentiometric leads 5 and 6 of electrodes 1 and 2 and a sliding lead 7, a heater 8 for maintaining the operating temperature of the cell and a heater 9 for creating an overheating zone, placed around the galvanic cell, a supply rod 10, a magazine 11 with samples 12 located in the rod 10 . thermocouple 13, case 14 for the store

SO to и стержня 10, измерительные прибо15-18. С помощью вольтметров 15измеряют концентрационные ЭДС, а с помощью милливольтметра 18 следят за температурой перегрева анализируемого образца.SO to and rod 10, measuring instruments 15-18. Using voltmeters 15, concentration emfs are measured, and using a millivoltmeter 18, the superheat temperature of the analyzed sample is monitored.

Пример. Для лабораторной проверки способа определяют кислородный потенциал образца из двуокиси урана, выполненного в виде цилиндра диаметром .6,7 мм и высотой 10 мм, атомное отношение кислород/уран которого состав;ляет 1,998. Гальваническую ячейку нагревают до 1273+0,5 К, которую поддерживают неизменной в течение проведения анализа всех образцов. В зоне перегрева создают температуру 1600 К. За время прохождения образца через зону перегрева в течение менее одной минуты температура образца достигает 1285 К. До ввода образца в ячейку ЭДС между электродами сравнения Ео составляет 283,7 мВ, после соприкосновения образца с твердым электролитом ЭДС увеличилась до 284,2 мВ за счет нагрева электродов сравнения от тепла образца и через 1-2 мин, когда ее величина достигла значения 287,3 мВ измеряют концентрационные ЭДС между образцом и электродами Е1 и Е^,которые составляют 1400 и 1116 мВ, а затем, использовав полученные значения Ео, Е и Е^, а также величины парциального давления кислорода R, =4,4·10~атм и Р^= =1,4 »1 О ' ''S атм при температуре 1273 К, определяется кислородный потеддиал, который составляет 202,1 ккал, моль (-844,8 кДж/моль). Погрешность измерений не превышает 1-2%, в. то время, как при определении этого же образца известным способом ошибка составляла 15%.Example. For laboratory verification of the method, the oxygen potential of a sample of uranium dioxide is determined, made in the form of a cylinder with a diameter of .6.7 mm and a height of 10 mm, the atomic oxygen / uranium ratio of which is 1.998. The galvanic cell is heated to 1273 + 0.5 K, which is maintained constant during the analysis of all samples. A temperature of 1600 K is created in the superheat zone. During the passage of the sample through the superheat zone for less than one minute, the temperature of the sample reaches 1285 K. Before entering the sample into the EMF cell between the reference electrodes, E о is 283.7 mV, after the sample contacts the solid EMF electrolyte increased to 284.2 mV due to heating of the reference electrodes from the heat of the sample and after 1-2 minutes, when its value reached a value of 287.3 mV, concentration EMFs between the sample and electrodes E 1 and E ^, which are 1400 and 1116 mV, are measured, and then using the obtained values of E, E and E *, and the oxygen partial pressure value R, = 4,4 · 10 ~ atm, and R ^ = 1.4 "About 1 '''S atm at a temperature of 1273 K, is determined by the oxygen poteddial which is 202.1 kcal mol (-844.8 kJ / mol). The measurement error does not exceed 1-2%, c. while the error in determining the same sample in a known manner was 15%.

Предлагаемый способ определения кислородного потенциала нестехиометрических окислов позволяет анализировать образцы в интервале от -200 до -900 кДж/ моль с погрешностью, не превышающей 2%, и расширить область применения твердых электролитов для аналитических целей.The proposed method for determining the oxygen potential of non-stoichiometric oxides allows you to analyze samples in the range from -200 to -900 kJ / mol with an error not exceeding 2%, and expand the scope of application of solid electrolytes for analytical purposes.

Claims (1)

Целью изобретени   вл етс  повышение точности анализа нестехиометрических окислов.; Поставленна  пель достигаетс  тем, что , согласно способу определени  кислородного потенциала нестехиометричес; ких окислов с помощью гальванической  чейки с электродами сравнени  в твердом электролите, обладающими разными значени ми кислородного потенциала, 1эабочей температуры, помещении в нагр тую  чейку образца, имеющего температуру вьпие рабочей, и измерении ЭДС,  чейки, одновреметгао с помещением образца в нагретую   1ейку регистрируют ЭДС между двум  электродами сравнени а измерение ЭДС  чейки производ т пос ле достижени  ЭДС ьдакду электродами сравнени  величины, соответствующей заданной рабочей температуре. Непрерывна  регистраци  при вводе образца в гальваническую  чейку величи ны концентрационной ЭДС между двум  электродами сравнени  позвол ет точно определить момент достижени  образцом и электродами сравнени  рабочей темпер туры и, тем самым, снизить погрешност анализа, обусловленную температурным градиентом, а измерение ЭДС между образцом и двум  электродами сравнеки  позвол ет существенно расширить область применени  твердых электролитов дл  анализа достехиометрических окислов и повысить точность измерений, так как исключаетс  погрешность иэ-за уменьшени  числе ионной проводимости твердого электролита при низких кислородных потенциалах. На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, общий вид. Устройство содержит гальваническую  чейку, состо щую из двух электродов сравнени  1 и 2, первый из которых выполнен, например, из равномол рной смеси никель-- окись никел , а другой из смеси желеао-вюстит. Электроды 1 и 2 помещены в твердыб электролит 3, помешенный в держатель 4. Устройство содержит платиновые потенциометрические выводы 5 и 6 электродов 1 и 2 и скольз щий вывод 7, нагреватель 8 дл  поддержани  рабочей температуры  чейки и нагреватель 9 дл  создани  зоны перегрева, размешенные вокруг гальванической  чейки, пода ший стержень 10, магазин 11 с образцами 12, размещенную в стержне 10 термопару 13, корпус 14 дл  магазина 11 И стержн  1О, измер ггельные приборы 15-18. С помощью вольтметров 1517 измер кэт концеитрадионные ЭДС, а с помощью милливольтметра 18 след т за температурой перегрева анализируемого образца. Пример. Дл  лабораторной проверки способа определ ют кислородный потенциал образца из двуокиси урана, вьшрлнейного в виде цилиндра диаметром ,6,7 мм и высотой 10 мм, атомное отношение кислород/уран которого состав;л ет 1,998. Гальваническую  чейку нагревают до 1273+0,5 К, которую поддерживают неизменной в течение прове дени  анализа всех офазцов. В зоне перегрева создают температуру 1600 К. За врем  прохождени  образца через зону перегрева в течение менее одной минуты температура образца достигает 1285 К. До ввода образца в  чейку ЭДС между электродами сравнени  Е0 составл ет 283,7 мВ, после соприкосновени  образца с твердым электролитом ЭДС увеличилась до 284,2 мВ за счет нагрева .электродов сравнени  от тепла образца и через 1-2 мин, когда ее величина достигла значени  287,3 мВ измер клр концентрационные ЭДС между образцом и электродами Е-, и Е,которые составл ют 140О и 1116 мВ, а затем, использовав полученные значени  EQ, Е и Е, а также величины парциального давлени  кислорода R,4,41O- атм и Р 1,4 10 5 атм при температуре 1273 К, определ етс  кислородный поте1ршал , который составл ет 202,1 ккал. моль (-844,8 кДж/моль). Погрешность измерений не превьШ1ает 1-2%, в. то врем , как при определении дЧдо этого же образца известным способом ошибка составл ла 15%. Предлагаемый способ определени  кислородного потенциала нестехиометрических окислов позвол ет анализировать образцы в интервале от -200 до -900 кДж/ моль с погрешностью, не превышающей 2%, и расширить область применени  твердых электролитов дл  .аналитических целей. Формула изобретени  Способ определетш  кислородного потенциала нестехиометрических окислов с помощью гальванической  чейки с электродами сравнени  в твердом электролите.The aim of the invention is to improve the accuracy of the analysis of non-stoichiometric oxides .; The delivered pell is achieved by the fact that, according to the method for determining the oxygen potential, it is non-stoichiometric; using a galvanic cell with reference electrodes in a solid electrolyte with different oxygen potential, 1 working temperature, placed in a heated cell of the sample, having a temperature higher than the working one, and measuring the emf, the cell, simultaneously with the sample being placed in a heated cell, register the emf between two electrodes of comparison and measurement of the EMF of the cell is made after the EMF is reached, when the electrodes are compared, the value corresponding to the given operating temperature. Continuous registration when a sample is introduced into a galvanic cell, the magnitude of the concentration emf between the two reference electrodes makes it possible to accurately determine the time when the sample and the comparison electrode reach the working temperature and, therefore, reduce the analysis error due to the temperature gradient, and the measurement of the emf between the sample and the two electrodes sravneki allows to significantly expand the scope of application of solid electrolytes for the analysis of pre-stoichiometric oxides and to improve the measurement accuracy, since it eliminates IE error due to reduction including the ionic conductivity of the solid electrolyte at low oxygen potentials. The drawing shows a device that implements the proposed method, a General view. The device contains a galvanic cell consisting of two electrodes of comparison 1 and 2, the first of which is made, for example, of an equimolar mixture of nickel-nickel oxide, and the other of the mixture of gel-wustite. Electrodes 1 and 2 are placed in solid electrolyte 3 placed in holder 4. The device contains platinum potentiometric leads 5 and 6 of electrodes 1 and 2 and a sliding lead 7, heater 8 to maintain cell operating temperature, and heater 9 to create a superheat zone placed around a galvanic cell, a feed rod 10, a magazine 11 with samples 12, placed in a rod 10, a thermocouple 13, a housing 14 for a shop 11, And a rod 1O, measuring glue devices 15-18. With the help of voltmeters 1517, the measurement of cat kontradradionic emfs, and with the aid of millivoltmeter 18, the superheat temperature of the analyzed sample is followed. Example. For laboratory verification of the method, the oxygen potential of a sample of uranium dioxide, in the form of a cylinder with a diameter of 6.7 mm and a height of 10 mm, and an atomic ratio of oxygen / uranium with a composition of 1.998, is determined. The galvanic cell is heated to 1273 + 0.5 K, which is kept constant during the analysis of all of the Phases. In the overheating zone, a temperature of 1600 K is created. During the time the sample passes through the overheating zone for less than one minute, the sample temperature reaches 1285 K. increased to 284.2 mV due to the heating of the comparison electrodes from the sample heat and after 1-2 minutes, when its value reached the value 287.3 mV, measuring the cp of the concentration EMF between the sample and the electrodes E and E, which is 140 O and 1116 mV and then, using The obtained values of EQ, E and E, as well as the partial pressure of oxygen R, 4.41 O-atm and P 1.4 10 5 atm at a temperature of 1273 K, determine the oxygen loss, which is 202.1 kcal. mol (-844.8 kJ / mol). Measurement error does not exceed 1-2%, c. At the same time, when determining the dLO of the same sample in a known manner, the error was 15%. The proposed method for determining the oxygen potential of non-stoichiometric oxides makes it possible to analyze samples in the range from -200 to -900 kJ / mol with an error not exceeding 2% and expand the range of application of solid electrolytes for analytical purposes. The invention The method determines the oxygen potential of non-stoichiometric oxides using a galvanic cell with reference electrodes in a solid electrolyte.
SU813255738A 1981-03-04 1981-03-04 Nestecheometric oxide oxygen potential determination method SU960612A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813255738A SU960612A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Nestecheometric oxide oxygen potential determination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813255738A SU960612A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Nestecheometric oxide oxygen potential determination method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU960612A1 true SU960612A1 (en) 1982-09-23

Family

ID=20945879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813255738A SU960612A1 (en) 1981-03-04 1981-03-04 Nestecheometric oxide oxygen potential determination method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU960612A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Burnett et al. Use of ion-selective electrodes for blood-electrolyte analysis. Recommendations for nomenclature, definitions and conventions
Huang et al. Current-monitoring method for measuring the electroosmotic flow rate in capillary zone electrophoresis
Boček et al. Capillary electrophoresis of DNA in agarose solutions at 40 C
Mao et al. Capillary isoelectric focusing with whole column imaging detection for analysis of proteins and peptides
Khuri et al. Measurement of intracellular potassium with liquid ion-exchange microelectrodes
Curry Jr et al. Electrochemical detection for capillary electrophoresis
Jenkins et al. Capillary electrophoresis of hemoglobin
Huang et al. Quantitation of Li+ in serum by capillary zone electrophoresis with an on-column conductivity detector
Zhu et al. Amino acid analysis by micellar electrokinetic chromatography with laser‐induced fluorescence detection: Application to nanolitre‐volume biological samples from Arabidopsis thaliana and Myzus persicae
Jin et al. Assay of glutathione in individual mouse peritoneal macrophages by capillary zone electrophoresis with electrochemical detection
JPH07507879A (en) Chromatography analysis method
Pan et al. Separation and determination of protocatechuic aldehyde and protocatechuic acid in Salivia miltorrhrza by capillary electrophoresis with amperometric detection
SU960612A1 (en) Nestecheometric oxide oxygen potential determination method
Williams et al. Effect of the initial potential ramp on the accuracy of electrophoretic mobilities in capillary electrophoresis
Nováková et al. Determination of ethyl glucuronide in human serum by hyphenation of capillary isotachophoresis and zone electrophoresis
Cunliffe et al. Use of a native affinity ligand for the detection of G proteins by capillary isoelectric focusing with laser‐induced fluorescence detection
Dahms Automated potentiometric determination of inorganic blood constituents (Na+, K+, H+, CI)
SU1333244A3 (en) Device for potentiometric determination of concentration of ions in solutions
Zhang et al. Development of Magnesium‐Ion‐Selective Microelectrodes Based on a New Neutral Carrier ETHT 5504
Snell Electrometric measurement of CO2 and bicarbonate ion
RU2796000C1 (en) Gas analyzer
Haack et al. Preparation, calibration and application of potassium-selective microelectrodes
Lišková et al. Measurement of pKa values of newly synthesized heteroarylaminoethanols by CZE
SU1157456A1 (en) Method of investigating process of blood coagulation
Winkelman et al. Effects of residual liquid junction potential in direct potentiometry of potassium.