Способ электрохимического анализа и устройство для его осуществления

 

1. Способ электрохимического анализа, включающий предварительное катодное накопление анализируемых элементов на индикаторном электроде , последующее анодное растворение их регулируемым заданным аноднь М током и измерение потенциала индикаторного электрода в стадии анодного растворения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности за счет исключения влияния фоновых токов, не связанных с растворением анализируемых элементов, в стадии катодного накопления на введенном дополнительном электроде поддерживают потенциал меньше необходимого для накопления анализируемых элементов, а в стадии анодного растворения на дополнительном электроде поддерживают потенциал, равньш потенциалу индикаторного электрода, при этом через индикаторньй электрод пропускают ток, равньвй алгебраической сумме заданного анодного тока и тока дополнительного электрода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (1r> уц4 G 01 N 27/26.„J е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т е е

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3598354/24-25 (22) 01.06.83 (46) 15.08.85. Бюл. № 30 (72) В.А.Демин, В.Е.Ап киназир

М.А.Соколовр А.И.Каменев и Б.Е.Лимин (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53) 621.35(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 725009, кл. С 01 N 27/26, 1974.

Заявка ФРГ ¹ 2542863, кл. С 01 N 27/26, опублик. 1975. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ-.

ЛЕНИЯ, (57) 1. Способ электрохимического анализа, включающий предварительное катодное накопление анализируемых элементов на индикаторном электроде, последующее анодное растворение их регулируемым заданным анодным током и измерение потенциала индикаторного электрода в стадии анодного растворения, о т л и ч аю шийся тем,,что, с целью повышения чувствительности и селективности за счет исключения влияния фоновых токов, не связанных с растворением анализируемых элементов, в стадии катодного накопления на введенном дополнительном электроде поддерживают потенциал меньше необходимого для накопления анализируещлх элементов, а в стадии анодного растворения на дополнительном 3 электроде поддерживают потенциал, равный потенциалу индикаторного эпектрада, прн этом черен индикаторнья электрод пропускают ток, равный алгебраической сумме заданного анод- ф ного тока и тока дополнительного электрода.

11732

2. Устройство для электрохимического анализа, содержащее злектрохиI . мическую ячейку.с вспомогательным электродом, электродом сравнения и индикаторным электродом, потенциостат-гальваностат, потенциальный выход которого соединен с индикаторным электродом, первый вход " с электродом сравнения, второй вход — с вспомогательным электродом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности за счет исключения влияния фоновых токов, 1 не связанных с растворением анали- зируемых элементов, устройство

90 снабжено дополнительным потенцио статом с токовым выходом и дополнительным электродом, размещенным в электрохимической ячейке, причем управляющий вход дополнительного потенциостата соединен через введенный коммутатор с потенциальным выходом потенциостата-гальваностата, токовой выход дополнительного потенциостата подключен через коммутатор к управляющему входу потенциостатагальваностата, первый вход дополнительного потенциостата соединен с электродом сравнения, а его выход подключен к дополнительному электроду. !

10.

3S

Изобретение относится к измерительной технике,предназначено для электрохимического анализа материалов и может быть применено в хими ческой технологии, биологии и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селектив ности за счет исключения влияния фоновых токов, не связанных с растворением анализируемых элементов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 — временные зависимости тока и напряжения на электродах электро" химической ячейки.

Устройство содержит электролитическую ячейку 1, в которую помещен исследуемый раствор и введены четыре электрода — вспомогательный 2, электрод сравнения 3, индикаторный электрод 4 и дополнительный электрод 5. Вспомогательный электрод 2 и электрод сравнения 3 подключены к потецциостату-гальваностату 6 и дополнительному потенциостату 7.

Выход потенциостата-гальваностата 6 поключен к индикаторному электроду 4, выход дополнительного потекциостата 7 подключен к дополнительному электроду 5. Потенциальный выход 8 потенциостата-гальваностата 6 через коммутатор 9 подключен к управляющему входу 10 дополнительного потенциостата 7. Токовый выход 11 дополнительного потенциостата 7 через коммутатор 9 подключен к управляющему входу 12 потенциостата-гальваностата, В стадии катодного накопления (осаждения) связь между выходом 8 регистратора потенциала потенциоста" та"гальваностата 6 и управляющим входом 10 дополнительного потенциостата 7 с .помощью коммутатора. 9 отключают, связь между токовым выходом 11 дополнительного потенциостата 7 и управляющим входом 12 потенциостатагальваностата б с помощью коммутатора 9 также отключают, на индикатор" ном электроде 4 с помощью потенциостата-гальваностата 6 поддерживают потенциал, обеспечивающий для всех

)определяемых компонентов токи осаждения, равные по величине предельным токам определяемых компонентов в анализируемом растворе, на дополнительном электроде 5 с помощью потенциостата 7 поддерживают потенциал, по величине меньший потенциала предельного тока наименее электроотрицательного из определяемых компонентов.

В стадии анодного растворения между вспомогательным электродом 2 и индикаторным электродом 4 с помощью потенциостата-гальваностата 6 поддерживают режим заданного анодного тока. При этом электрический сигнал, пропорциональный изменяющемуся потенциалу индикаторного элект-. рода 4, подают на управляющий вход 10 дополнительного потеяциостата 7. На дополнительном электроде 5 поддерживают потенциал, равный изменяющемуся потенциалу индикаторного электрода 4, с помощью дополнительного потенциостата 7. Электрический сигнал, пропорциональный току, протекающему через дополнительный электрод 5, с токового вы" хода 11 регистратора тока через включенный коммутатор 9 подают на управляющий вход 12 потенциостатагальваностата 6. Таким образом, величина тока, протекающего через индикаторный электрод 4, равна алгебраической сумме заданного тока и тока, протекающего через дополнительный электрод 5.

В стадии анодного растворения часть заданного анодного тока расходуется на заряд емкости электрода 4 и яа восстановление окислителей, имеющихся в растворе, например иояов ртути. Изменяющийся при этом потенциал индикаторного электрода 4 поддерживают на дополнительном электроде 5, через который начинает протекать изменяющийся ток, характеризующий заряд емкости дополнительного .электрода 5 и восстановление окислителей, имеющихся в растворе. При этом происходит компенсация влияния емкостного тока и тока восстановления окислителей путем прибавления их к заданному току индикаторного электрода.

Пример. На фиг. 2 изображены . кривая 13 - зависимость от времени потенциала индикаторного электрода 4 относительно электрода срав.— нения 3 для анодяого растворения одного компонента заданным током до реализации предлагаемого способа, причем на участке 14 потенциал быст173290 4 .% Ро изменяется от потенциала катодяо. го накопления до области задержки потенциала 15, в которой происходит растворение компонента, а затем на участке 16 потенциал быстро изменяется до начала растворения следующего компонента, кривая 17 — зависимость тока дополнительного электрода 5 от времени при воздействии на

10 дополнительный электрод 5 изменякяцимся во времени потенциалом индикаторного электрода 4 без подключения токо" ваго выхода 11 через коммутатора 9 к управляющему входу 12 потенциалагальваностата 6, причем участки 18 и 19 соответствуют увеличению емкостей составляющей тока на участках быстрого изменения потенциала 14 и 16 кривой 13, а участок 20 кри20 вой 17 соответствует восстановлению компонентов раствора на дополнитель" ном электроде 5, кривая 21 - зависи» мость потенциала индикаторного электрода 4 от времени при реализации

25 предлагаемого способа, причем участок 22 кривой 21 соответствует быстрому изменению потенциала до растворения компонентов, участок 23 - растворению определяемого компонента, а

ЗО участок 24 — быстрому изменению потенциала до растворения следующего компонента.

При этом происходит улучшение фронтов сигнала, представленных на кривой 21 участками 22 и 24 по сравнению с участками 14 и 16 кривой 13 за счет компенсации емкостного тока, что повышает селективность анализа, а за счет компенсации фонового тока увеличивается полезный сигнал (в данном случае время растворения определяемого компонента), т.е. удлиняется участок 23 кривой 21 по сравнению с участком 15 кривой 13, что обеспечивает снижение предела обнаружения

"компонента".

13 f7

Составитель Д.Громов

Техред А.Ач Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Тимохина

Филиал ППП "Патент" ° r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 5043/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,;Ж-35, Раушская наб., д. 4/5