Устройство для определения температурных эффектов на границе электрод-раствор
Изобретение может быть использовано для изучения энергетики и механизма электродных процессов при научных исследованиях. Цель изобретения - повышение информативности при исследовании электродных процессов , протекающих в динамических режимах электролиза. В электролитическую ячейку 1 помещен рабочий датчик 2температуры, выполненньп в виде керамического конденсатора. Одна из обкладок 3 сменная, изготовлена из металлической фольги, находится в контакте с раствором электролита, служит рабочим электродом ячейки и вместе с электродом 4 подключена к источнику 5 поляризующего тока. Температурные изменения в процессе электролиза определяются относительно температуры раствора, измеряемой датчиком 6 температуры, который включен в схему 7 преобразования выходного параметра в регистрируемый сигнал. 3ил. с S (Л Вы ход на : регистрацию СО N 00 05 05 О5 иг.1
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 К 7/34
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Еб/
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3926227/24-10 (22) 05,07.85 (46) 30.10.87. Бюл, У 40 (71) Харьковский государственный университет им, A.М.Горького (72) В.И.Ларин, С.В.Поливанцев, Д.Н,Грицан, С.Н,Баранов и Г,И.Чекалин (53) 536.53 (088.8) (56) Mills Е.T. On Elektrostriction
"Proc.. Roy. Soc.", London, 1877, vol. 26, р. 504-512, Грицан Д.Н,, Ларин В.И,, Пенцова Г.В., Шатровский Г,Л, Исследование в области электродных процессов и электроосаждений металлов. Кадмий, Харьков: Вища школа, 1974. с,74-87, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ГРАНИЦЕ ЭЛЕКТРОД-PACTBOP (57) Изобретение может быть использовано для изучения энергетики и ме„„SU, 1348666 А1 ханизма электродных процессов при научных исследованиях, Цель изобретения — повышение информативности при исследовании электродных процессов, протекающих в динамических режимах электролиза. В электролитическую ячейку 1 помещен рабочий датчик
2 температуры, выполненный в виде керамического конденсатора ° Одна из обкладок 3 сменная, изготовлена иэ металлической фольги, находится в контакте с раствором электролита, служит рабочим электродом ячейки и вместе с электродом 4 подключена к источнику 5 поляриэующего тока, Температурные изменения в процессе электролиза определяются относительно температуры раствора, измеряемой дат- ру чиком 6 температуры, который включен в схему 7 преобразования выходного параметра в регистрируемый сигнал, 3 ил.
1348666
Изобретение относится к термохимическим измерениям и может быть использовано для изучения энергетики и механизма электродных процессов
5 при научных исследованиях и для усовершенствования технологических процессов в электрохимических производствах.
Целью изобретения является повышение информативности при исследовании электродных процессов, протекающих в динамических режимах электролиза, На фиг.1 изображена блок-схема устройства для определения температурных эффектов на границе электрод— раствор; на фиг,2 — схематически изображена конструкция рабочего датчика температуры; на фиг.3 — зависимость изменения температуры на границе электрод — раствор от потенциала электрода в системе Pt/CuBr
Н О/Сц.
В электролитическую ячейку 1 поме- 25 щен рабочий датчик 2 температуры, измеряющий температуру на границе рабочий электрод — раствор, выполненный в виде керамичеcKoго конденсатора. Одна из обкладок 3 этого конден- 30 сатора выполнена сменной, изготовлена из металлической фольги, находится в контакте с раствором электролита и служит рабочим электродом ячейки„
Металл обкладки-электрода определяет35 ся целями изучения конкретных электрохимических объектов, Этот рабочий электрьц» и вспомогательный электрод
4 подключены к источнику 5 поляризующего тока, и вместе они образуют 40 электрохимическую цепь. Температурные изменения в процессе электролиза определяются относительно температуры раствора, изл»еряемой опорным датчиком 6 температуры, который пред- 45 ставляет собой такой же керамический конденсатор, находяцийся в растворе электролита, но электрически изолированный от него, Датчики включены в схему 7 преобразования выходного параметра в регистрируемый сигнал, например, в схему автогенератора, преобразующего емкость в частоту, дающую разность выходных параметров опорного и рабочего датчиков температуры, Регистрируемый сигнал может быть как цифровым, так и аналоговым и может быть зафиксирован цифропечатающим устройством или записан в виде диаграммы самописцем, Рабочий датчик 2 температуры содержит сменную обкладку конденсатора, представляющую собой тонкую металЛическую фольгу, прикрепленную к керамическому диэлектрику
2 путем припаивания ее к напыленной обкладке конденсатора, с которой предварительно удалена поверхностная изоляция, вторую обкладку конденсатора 8, клеммь» 9 и 10 подключения конденсатора в схему преобразования емкости в регистрируемь»й сигнал, клеммой 10 обкладка конденсатора как электрода электролитической ячейки подключена к источнику 5 поляризующего тока, корпус-держатель 11, клеевую изоляцию 12 для укрепления конденсатора и защиты от проникновения раствора к внутренней обкладке конденсатора.
Устройство работает следующим образом.
Определяли температурные эффекты
Я+ катодного восстановления меди (Cu ) до металлической меди на платиновом катоде в растворе CuHr с концентрацией С = 0,25 моль/л, Ячейку термостатировали при t = 25 С. Исследование проводили в потенциометрическом режиме, скорость развертывания потенциала рабочего электрода d 5 мв/с, в качестве источника поляризующего тока служил потенциостат П-58271" Рабочим электродом ячейки являлась обкладка керамического конденсатора емкостью С = 560 пФ, выполненная из платиновой фольги толщиной 0,05 мм. Опорным датчиком являлся керамический конденсатор с теми же характеристиками, Датчики температуры подключали в схему преобразования выходных параметров в регистрируемый сигнал, Изменение температуры регистрировалось двухкоординатным самописцем типа ПДП4, Выходящую частоту преобразовывали в напряжение при помоци частотометра ЧЗ-7 и регистрировали двухкоординатным самописцем типа ПДП4. Зависимость, полученная предложенным способом, дает информацию о механизме восстановления меди, о стадийности процесса и об образовании поверхностной пленки при определенных условиях, а также дает возможность судить о процессах, сопутствующих электродной реак»,»ш, Точки перегиба 1348666 1, °:1 ° ° . .,I ° „ . 1 г РОГ. 2 и изломы кривой> изображенной на фиг.3 соответствуют началу электродных стадий электровосстановления 2+ Си и воды а также указывают мо> 5 мент образования и снятия поверхностной пленки в течение электролиза водного раствора CuBr Так, электродный процесс начинается реакцией вос21 1становления Си до Си согласно 2 1+ уравнению Cu + е - Cu и сопровождается выделением теплоты, Поскольку произведение растворимости CuBr мало (рК (CuBr) = 8,2), при достижении Си ионов концентрации произведения растворимости образуется твердая фаза СцВг. Так как .1ионы Си образуются на электроде > они здесь же связываются ионами Br в нерастворимую поверхностную пленку CuBr. Этот момент фиксируется на кривой (точка перегиба). Более резкое повышение температуры объясняет— ся ухудшением теплоотвода от электрода, обусловленное этой пленкой, 25 Следующий перегиб на кривой, соответствующий началу резкого охлаждения в предэлектродной зоне, отвечает стадии восстановления меди до металлической меди и указывает на снятие 30 поверхностной пленки путем ее электровосстановления, согласно уравнению СцВг 3 + е Сц + Br Минимум на кривой отвечает началу электровосстановления воды, 2 Н 0 + + 2е — Н 1+ 208, сопровождающегося выделением тепла, Фо р мул а и з о б р е т е ни я Устройство для определения температурных эффектов на границе электрод-раствор, содержащее рабочий и опорный датчики температуры, подключенные к регистратору и помещенные в электролитическую ячейку с электродами, подключенными к и сточнику поляризующего тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности при исследовании электродных процессов, протекающих в динамических режимах электролиза, в нем рабочий и опорный датчики температуры выполненъt в виде керамических конденсаторов, причем одна из обкладок рабочего датчика температуры, выполненной сменной из металлической фольги, является электродом электролитической ячейки. 1348666 АТ, 04 02 01 ОЮ Щ Составитель Ю,Клецко Редактор Е,Копча Техред М.Ходанич Корректор В,Гирняк Заказ 5180/40 Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Гос.ударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4
