Полярограф вторых разностей

 

Изобретение относится к полярографическому анализу и может быть использовано для определения малых концентраций примесей в веществах. Цель изобретения - повьшение точности и производительности полярографического анализа. В разностный полярограф с тремя рабочими каналами введены три автоматических компенсатора остаточного тока и устройство выбора полярности. Введенные блоки обеспечивают в автоматическом режиме по командам с блока управления последовательную компенсацию всех трех составляющих остаточного тока. За счет автоматической инверсии знака поправки устройством выбора полярности устраняется необходимость ручных операций и повышается производительность полярографического анализа. 1 ил. с S (Л СА: 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1347001 А1 (gg 4 G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3979122/31-25 (22) 19.11.85 (46) 23.10.87. Бюл. N 39 (71) Томский политехнический институт им. С, М, Кирова (72) l0. А. Иванов, С. С, Шумилин, Ю. А. Булатов и Т. Г, Белкина (53) 543.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 754297, кл. G 01 N 27/48, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 767635, кл, G 01 N 27/48, 1978. (54) ПОЛЯРОГРАФ ВТОРЫХ РАЗНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к полярографическому анализу и может быть использовано для определения малых концентраций примесей в веществах.

Цель изобретения — повьппение точности и производительности полярографического анализа. В разностный полярограф с тремя рабочими каналами введены три автоматических компенсатора остаточного тока и устройство выбора полярности, Введенные блоки обеспечивают в автоматическом режиме по командам с блока управления последовательную компенсацию всех трех составляющих остаточного тока, За счет автоматической инверсии знака поправки устройством выбора полярности устраняется необходимость ручных операций и повьппается производительность полярографического анализа, 1 ил.

СР

С0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1347

15 зр (2) Изобретение относится к полярс графическому анализу и может быть использовать для определения малых концентраций примесей в веществах высокой чистоты, например, методом инверсионной вольтамперометрии.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений.

На чертеже приведена блок-схема полярографа вторых разностей.

Полярограф содержит источник 1 поляризующего напряжения, потенциостат 2, электрохимическую ячейку 3 с рабочим и вспомогательным электродами, электродом сравнения и двумя

Компенсирующими электродами, три усилителя 4-6, три масштабирующих усилителя 7-9, три вычитающих устройства 10-12, блок 13 управления, устройство 14 выбора полярности, три автоматических компенсатора 15-17 и регистратор 18. Выход источника I

Поляризующего напряжения соединен с управляющими входами блока 13 управления и потенциостата 2, выходы которого подключены соответственно к электроду сравнения и вспомогательному электроду электрохимической ячейки 3, компенсирующие электроды подключены к входам соответствующих усилителей 5 и 6, а рабочий электродк входу усилителя 4, причем управляющие входы второго 5 и третьего 6 уси35 лителей соединены с первым выходом блока 13 управления, второй выход которого подключен к управляющим входам первого 7 и второго 8 масштабирующих усилителей, выходы которых подключены 4р к первым входам соответственно первого 10 и второго 11 вычитающих устройств, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого 7 и второго 8 масштабирующих уси- 45 лителей, при этом выход первого вычитающего устройства 10 соединен с первым входом третьего вычитающего устройства 12, выход которого подключен к регистратору 18 и к первому входу третьего масштабирующего усилителя 9, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока 13 управления. Выход устройства 14 выбора полярности подсоединен к второ- 55 му входу третьего масштабирующего усилителя 9, управляющий вход подключен к четвертому выходу блока 13 управления, а два других входа — со00 1 г ответственно к выходам первого 10 и второго 11 вычитающих устройств, первый компенсатор 15 подключен между выходом первого усилителя 4 и вторым входом первого вычитающего устройства 10, второй компенсатор 16 подключен между выходом второго усилителя

5 и вторым входом первого масштабирующего усилителя 7, соединенного с вторым входом второго вычитающего устройства 11, третий компенсатор 7 подключен между выходом третьего усилителя

6 и вторым входом второго масштабирующего усилителя 8, причем управляющие входы всех компенсаторов соединены между собой и подключены к пятому выходу блока 13 управления, Устройство работает следующим образом.

Сначала проводят предварительный электролиз на рабочем электроде при активном перемешивании раствора, затем отключают перемешивание и на обоих компенсирующих и рабочем электродах устанавливают потенциал начала развертки Е„ и после некоторой выдержки, необходимой для успокоения раствора, включают развертку. Потенциал Е „ выбирается таким, что после включения развертки через электроды протекают только остаточные токи, 11ри этом блок !3 управления включает масштабирующие усилители 7 и 8, которые обеспечивают коэффициенты преобразования где. I,, Iz, I> — текущие значения остаточных токов компенсирующих и рабочего электродов зависящие от поляризующего потенциала Е;

M<, Mz — коэффициенты преобразования усилителей 7 .и 8 соответственно.

При некотором заданном потенциале Е< схемы установки первых двух коэффициентов преобразования переводятся в режим памяти и в процессе дальнейшей развертки потенциала на ячейки эти коэффициенты остаются постоянными:

М, = I,/I,; И, = I,/I,, 1347(10

15 о е о где I,, I, I> — значения остаточных, токов электродов при потенциале Е,.

Токи первых разностей, равные нулю при потенциале Е, согласно (2), начинают возрастать по мере дальнейшего изменения потенциала на ячейке, При соответствующей полярности первых разностей в диапазоне потенциалов Е,-Е регистрируется, а при Е фиксируется коэффициент преобразования М> масштабирующего усилителя 9:

Ь, (3)

dz где d Ь вЂ” первая и вторая разности токов при потенциале Е .

С потенциала Е начинается регистрация вольтамперограммы второй разности

I, + ((I< -M(I )-М (Т -М Х ) (4) о где I — ток аналитического сигнала

1 первого катода, за счет проведения на нем предварительного электролиза. 25

После проведения предварительного электролиза, во время успокоения раствора при потенциале Е ч автоматические компенсаторы 15-17 обеспечивают режим, когда напряжение на вы- 30 ходе каждого компенсатора всегда рав-. но нулю, После включения развертки и затухания переходного процесса, связанного с емкостным током, по команде с блока 13 упраВления прн некотором потенциале Е компенсаторы зао поминают величину постоянной составляющей остаточного тока с учетом емкостной составляющей и вычитают ее из последующих значений тока. Таким 40 образом, постоянная составляющая остаточного тока при Ед оказывается скомпенсированной до нуля, Начиная с этого момента на выходах компенсаторов 15-17 по мере развертки поляризующего потенциала появляется напряжение, которое в узком интервале ЕО-Е, определяется, в основном, линейной составляющей остаточного тока. Поэтому можно считать, что коэффициенты преобразования М, и M устанавливаемые в интервале Е,-Е<, равны соотношениям линейных составляющих остаточных токов соответствующих электродов, Начиная с потенциала Е, на выходах вычитающих устройств 10 и 11 возникают напряжения первых разностей, которые пропорциональны, в основном, нелинейным составляющим остаточных

101

4 токов электродов. При этом по сигналу с блока 13 управления устройство

14 осуществляет выбор полярности сигнала первой разности с выхода вычитающего устройства 10 в соответствии с условием его вычитания из сигнала первой разности с выхода вычитающего устройства 11. После этого устройство

14 переводится в режим памяти, при потенциале Е заканчивается установка коэффициента преобразования М> по соотношению токов первых разностей и начинается регистрация вольтамперограммы аналитического сигнала с помощью регистратора 18.

Таким образом, осуществляется последовательная, раздельная компенсация всех трех основных составляющих остаточного тока, чем и обеспечивается его более полная компенсация и повышение точности измерений. Кроме того, благодаря использованию в полярографе устройства выбора полярности. существенно повышается его производительность и снижается трудоемкость анализов.

Формула изобретения

Полярограф вторых разностей, содержащий источник поляризующего напряжения, потенциостат, электрохимическую ячейку с электродом сравнения, рабочим, вспомогательным и двумя компенсирующими электродами, три усилителя, три масштабирующих усилителя, три вычитающих устройства, блок управления и регистратор, выход источника поляризующего напряжения соединен с управляющими входами блока управления и потенциостата, выходы которого подключены соответственно к электроду сравнения и вспомогательному электродам электрохимической ячейки, компенсирующие и рабочий электроды подключены к входам соответствующих усилителей, причем управляющие входы второго и третьегр усилителей соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющим входам первого и второго масштабирующих усилителей, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго вычитающих устройств, входы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго масштабирующих усилителей, при этом выход первого вычита47001

Составитель И. Коршунов

Редактор И. Николайчук Техред М.Ходанич Корректор Г, Решетник

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5115/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул ° Проектная, 4

5 13 ющего устройства соединен с первым входом третьего вычитающего устройства, выход которого подключен к регистратору и к первому входу третьего масштабирующего усилителя, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, в полярограф введены три автоматических компенсатора и устройство выбора полярности, выход которого подсоединен ко второму входу третьего масштабирующего усилителя, управляющий вход подключен к четвертому выходу блока управления, выходам первого вычитающего и второго вычитающего устройств, первый компенсатор подключен между выходом перво5

ro усилителя и вторым входом первого вычитающего устройства, второй компенсатор подключен между выходом второ ro у силн т ел я и в то рым входом п ерного масштабирующего усилителя, соединенного с вторым входом второго вьг читающего устройства, третий компенсатор подключен между выходом третьего усилителя н вторым входом второго масштабирующего усилителя, причем управляющие входы всех компенсаторов соединены между собой и подключены к пятому выходу блока управления.