Способ дифференциальной импульсной вольтамперометрии

 

СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ, заключающийся в том, что к электрохимической ячейке прикладывают поляризующее напряжение, включающее развертку напряжения и импульсное напряжение с большой скважностью , и измеряют ток электрохимической ячейки в интервале времени, меньшем длительности импульса, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности определения концентрации необратимо восстанавливающихся веществ за счет использования ассимметрии реакций на импульсы различной полярности , импульсное напряжение задают в виде последовательности (Л симметричных и разнополярных импульсов с нулевым интервалом времени между ними. чнп нач

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51}4 G 01 N 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3621867/24-25 (22) 15.07.83 (46) 23.10.85. Бюл. И- 39 (72) Г.И. Гинзбург, В.Г. Гинзбург и P.М.-Ф. Салихджанова (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики и Гомельский завод измерительных приборов (53) 543.257(088.8) (56) Каплан Б.Я. Импульсная полярография. М.: Химия, 1978, с. 89-93.

Патент Франции Ф 235412, кл. С 01 N 27/48, опублик. 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ИМПУЛЬСНОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ, заключающийся в том, что к электрохимической ячейке прикладывают поляризующее напряжение, включающее развертку напряжения и импульсное напряжение с большой скважностью, и измеряют ток электрохимической ячейки в интервале времени, меньшем длительности импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения концентрации необратимо восстанавливающихся веществ за счет использования ассимметрии реакций на импульсы различной полярности, импульсное напряжение задают в виде последовательности симметричных и разнополярных импульсов с нулевым интервалом времени между ними.

1187063

15

25

35

45

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения малых концентраций необратимо восстанавливающихся веществ и может найти применение в биологии, химической и других отраслях промышленности..

Целью изобретения является повышение чувствительности определения концентрации необратимо восстанавливающихся веществ за счет использования ассиметрии реакций на импульсы различной полярности.

На фиг. 1 приведена временная диаграмма поляризующего напряжения электрохимической ячейки," на фиг. 2 — временная диаграмма импульсной компоненты тока электрохимической реакции," на фиг. 3— временная диаграмма импульсной компоненты емкостного тока на фиг. 4 - временная диаграмма измеряемого тока электрохимической реакции, на фиг. 5 — структурная схема устройства для осуществления способа.

Устройство для осуществления способа содержит источник 1 последовательности радиополярных импульсов, источник 2 развертки напряжения, источник 3 постоянного начального смещения, потенциостат 4, токоизмерительный резистор 5, усилитель 6, электрохимическую ячейку 7, синхронизатор 8, устройство 9, временной селекции, согласующий каскад

10 и регистратор 11.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 8 вырабатывает синхроимпульс и с устанавливаемой задержкой запускает источник 1 последовательности разнополярных импульсов. Источник 2 развертки напряжения вырабатывает напряжение развертки, которое изменяется с устанавливаемой скоростью в требуемом диапазоне напряжений. Источник 3 нач:ального напряжения вырабатывает стабилизированное постоянное напряжение требуемой величины и полярности.

Все эти напряжения через потенциостат 4 и токоизмерительный резистор

5 поступают на ячейку 7 и вызывают в ней протекание тока. Импульсная компонента этого тока усиливается усилителем 6 и подается на устройство 9 временной селекции, работа которого синхронизируется импульсами, вырабатываемыми в источнике

1. Далее сигнал в интервалы времени (фиг. 2 и 4) пропускается устройством временной селекции через согласующий каскад 10 на регистрирующее устройство 11, где происходит запись вольтамперограммы.

Пример. На полярографическую ячейку накладывают поляризующее напряжение, которое включает начальное напряжение IJ > > линейно-изменяющееся напряжение развертки и двуполярное импульсное напряжение.

Длительность импульса T (фиг. 1) составляет 40-200 мс, интервал между импульсами т,„цт — 2-4 с. Амплитуда полупериода импульса Е = 4100 мВ. Импульсная компонента напряжения вызывает протекание по ячейке импульсной составляющей тока ячейки, которая содержит импульсные компоненты тока электрохимической реакции и емкостного тока (фиг. 2 и 3). Импульсная компонента тока электрохимической реакции при этом имеет вид разнополярных импульсов, вершины которых снижаются по закону

Токи измеряются в интервале времени Ь,, и, Лаз, d4q т.д °

При нахождении электрохимической реакции модули сигналов, измеряемых в интервалах dt и а, 1 и и и т.д. (фиг. 4), отличаются хотя моменты времени, соответствующие d, и и т.д., достаточно близки.

Эти отличия тем больше, чем ближе потенциал поляризации приближается к потенциалу пика. Эта разница оказывается значительной для необратимо восстанавливающихся деполяризаторов, у которых наблюдается значительное снижение или повышение пиков тока при подаче импульсов обратной полярности. Как известно, высоты пиков вольтамперограмм необратимо восстанавливающихся веществ примерно на порядок меньше пиков обратимо восстанавливающихся веществ.

Однако в предлагаемом способе, когда измеряется алгебраическая сумма двух разнополярных сигналов, сигналы обратимых и необратимых процессов оказываются одного порядка.

Ток емкости двойного слоя при действии импульсного напряжения, достигнув максимума, быстро снижается по закону где 1 — текущее время, -+/ с импульса абсолютное значение емкостного тока не будет равно нулю. Токи, вызванные положительным и отрицательным полуйериоддм одного двуполярного импульса, выделенные в интервалы времени 44 и 4тд,И и 41 и т.д., алгебраически суммируются, полученный сигнал после усиления регистрируется как зависимость импульсной компоненты тока от напряжения поляризаgHH

ЭЛ

"изб з 1187063 — омическое сопротивление в цепи ячейки, C — емкость двойного слоя (фиг. 3). Емкость двойного слоя в интервале времени действия одного двуполярнбго импульса почти не изменяется. Поэтому сумма двух разнополярных емкостных токов, измеренных в интервалах времени 4< . и А1, 4 и 41+ и т.д;, будет равна практически нулю даже, если 10 в моменты начала измерения тока ячейки во время действия полупериода

1187063

Составитель Л Гронов

Редактор Г.Волкова Техред З.Палий Корректор И. Эрдейи

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6542/49

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4