Электрохимический способ измерения концентрации ионов в растворе и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электрохимическим исследованиям электролитических растворов и может быть использовано при измерении концентрации ионов в растворе. Цель изобретения - повьгаение эффективности измерений за счет более эффективной очистки рабочего электрода и перемешивания контролируемого раствора. Исследуемый раствор от мембранных насосов 3, 4 импульсно поступает в электрохимическую ячейку 5, в которой проводится электрохимический процесс. Одновременно с импульсной подачей раствора осуществляют воздействие ультразвука на рабочий электрод 8 с помощью ультразвукового вибратора 11, соединенного с электродом 8. Воздействие ультразвука и пульсирующую подачу раствора проводят до тех пор, пока не образуются пиковые токи раствора, а также - после стадии измерения концентрации ионов в растворе на стадии удаления остаточных веществ из ячейки 5 через трубопроцод 13. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. СО :л ел ю ю ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А3 (511 4 Г 01 N 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРеТений и ОтнРытий (21) 3830905/25-28 (22) 28.12.84 (31) 834847 (32) 29.12.83 (33) FI (46) 07, 11.87. Бюл. Р 41 (71) Оутокумпу ОЙ (FI) (72) Кари Матти Олави Салохейма и Сеппо Вилхо Рантапуска (FI) (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н- 505954, кл. С 0 1 N 27/48, 1976. (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ В РАСТВОРЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электрохимическим исследованиям электролитических растворов и может быть использовано при измерении.концентрации ионов в растворе. Цель изобретения — повьппение эффективности измерений за счет более эффективной очистки рабочего электрода и перемешивания контролируемого раствора.

Исследуемый раствор от мембранных насосов 3, 4 импульсно поступает в электрохимическую ячейку 5, в которой проводится электрохимический процесс.

Одновременно с импульсной подачей раствора осуществляют воздействие ультразвука на рабочий электрод 8 с помощью ультразвукового вибратора 11 соединенного с электродом 8. Воздействие ультразвука и пульсирующую подачу раствора проводят до тех пор, пока не образуются пиковые токи раствора, а также — после стадии измерения концентрации ионов в растворе на стадии удаления остаточных веществ из ячейки 5 через трубопровод

13. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1522 2

1 135

Изобретение относится к области электрохимических исследований электролитических растворов и может быть использовано при измерении концентрации ионов в растворе.

Цель изобретения — повышение эффективности измерений за счет более эффективной очистки рабочего электрода и перемешивания контролируемого раствора.

На фиг. 1 показана схема устройства для измерения концентрации ионов в растворе; на фиг. 2 — электрохимическая ячейка устройства для измерения концентрации ионов в растворе, поперечный разрез.

Устройство для измерения концентрации ионов в растворе содержит патрубок 1 для подачи раствора реагента, патрубок 2 для подачи исследу емого раствора, регулятор подачи раствора, выполненный в виде мембранных насосов 3 и 4, соединенных с патрубками 1 и 2, электрохимическую ячейку 5, посредством общего трубопровода 6 соединенную с мембранными насосами 3 и 4, измерительный блок

7, электрически соединенный с расположенными в электрохимической ячейке

5 рабочим электродом 8, обратным электродом 9, электродом 10 сравнения и мембранными насосами 3 и 4, ультразвуковой вибратор 11, закрепленный на рабочем электроде 8 так, что они находятся на одной вертикальной оси, ультразвуковой генератор

12, электрически соединенный с вибратором 11 и измерительным блоком 7, и выводной трубопровод 13 для вывода остаточных веществ из рабочей полости 14 электрохимической ячейки 5. Ультразвуковой вибратор

11 состоит из резонатора 15 и генерирующих ультразвуковые колебания пьезокристаллов 16.

Позицией 17 обозначена стеклянная пластина, на которой установлен рабочий электрод 8.

Сущность способа измерения концентрации ионов в растворе заключается в следующем.

В процессе электрохимического процесса, который проводят в электрохимической ячейке, в период катодного накопления воздействуют на рабочий электрод ультразвуком и одновременно с этим осуществляют пульсирующую подачу раствора в ячейку до образования пиковых токов раствора.

Затем прекращают воздействие ультразвуком и пульсирующую подачу с, раствора и проводят измерение концентрации ионов в контролируемом растворе. После стадии измерения концентрации из электрохимической ячейки удаляют остаточные вещества, причем в процессе удаления остаточных веществ снова воздействуют на рабочий электрод ультразвуком и одновременно с этим воздействием осуществляют пульсирующую подачу раствора в электрохимическую ячейку.

Одновременное воздействие ультразвука и пульсирующей подачи раствора обеспечивает равномерный состав раствора в электрохимической ячейке.

Прекращение воздействия ультразвука и пульсирующей подачи раствора при достижении пиковых токов раствора позволяет устранить фон на стадии измерения концентрации ионов. Воздействие ультразвука и пульсирующей подачи раствора на стадии удаления остаточных веществ позволяет эффективно счистить рабочий электрод и быстро подготовить электрохимическую ячейку к следующим измерениям.

Конкретное проведение способа осуществляется с помощью устройства для,измерения концентрации.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый раствор и раствор реагента с помощью патрубков 2 и 1 подаются в регулятор подачи раствора, выполненный в виде мембранных насосов

3 и 4, управляемых блоком 7, которые короткими импульсами подают раствор в электрохимическую ячейку 5 через общий трубопровод 6. Импульсы.регулируют по силе таким образом, чтобы

" раствор на поверхности рабочего электрода 8 мог эффективно перемешиваться. Одновременно с насосами

3 и 4 включают возбуждаемый генератором 12 ультразвуковой, вибратор

11, осуществляющий воздействие ультразвука на рабочий электрод 8, ус. тановленный в рабочей полости 14 электрохимической ячейки 5.

С противоположной стороны полости

55 14 расположены обратный электрод 9 и электрод 10 сравнения. Рабочий электрод 8, например из стеклоуглерода, установлен наверху стеклянной пласти35

45

3 .13515 ны 17 так, что благодаря этому рабо- чий электрод 8 находится в непосредственном соприкосновении с ультразвуковым резонатором 15 и генерирующими пьезокристаллами 16 и практи5 чески в одной и той же вертикальной плоскости с ними для достижения максимальной ультразвуковой амплитуды на поверхности рабочего электрода 8.

Затем проводят электрохимический процесс в электрохимической ячейке 5, по достижении пиковых токов раствора в ячейке 5 выключают с помощью измерительного блока 7 насосы 3 и 4, виб- 15 ратор 11 и с помощью измерительного блока 7, содержащего компьютер (не показан), проводят измерение концентрации ионов в контролируемом растворе. После этого по команде, поступив- 0 шей с блока 7, вновь включаются мембранные насосы 3 и 4 и ультразвуковой вибратор 11, которые позволяют почти полностью удалить остаточные вещества, восстановленные на рабочем 2б электроде 8, через выводной трубопровод 13.

Вольтаммограммы, хранящиеся в памяти компьютера, установленного в измерительном блоке 7, считываются, и в результате получается откорректированная по фону вольтаммо"рамма.

При использовании предложенного способа измерения поверхность рабочего электрода 8 остается активной, а. результаты измерения — стабильны.

Кроме того, способ обеспечивает очистку и стабилизацию поверхности электрода 8. Следовательно, при использовании в качестве рабочего электрода, например мембранного ртутного электрода ртутную оболочку можно легко удалить с поверхности электрода, не прибегая к механической очистке..

22

Одновременное применение ультразвука и регулирования расхода раствора согласно изобретению можно .использовать в других способах вольтамперметрического измерения содержания анионов и катионов, формула изобретения

1. Электрохимический способ измерения концентрации ионов в растворе, заключающийся в том, что подают в электрохимическую ячейку с рабочим электродом контролируемый раствор, проводят электрохимический процесс, в ходе которого в период катодного накопления воздействуют на рабочий электрод ультразвуком, измеряют концентрацию ионов в растворе, после чего удаляют из электрохимической ячейки остаточные вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности измерений, одновременно с воздействием ультразвука осуществляют пульсирующую подачу раствора до образования пиковых токов раствора, причем воздействие ультразвука и пульсирующую подачу раствора осуществляют также на стадии удаления остаточных веществ.

2. Устройство для измерения концентрации ионов в растворе, содержащее электрохимическую ячейку с рабочим электродом и закрепленным на нем ультразвуковым вибратором и измерительный блок, электрически соединенный с электрохимической ячейкой и ультразвуковым вибратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности измерений, оно снабжено пульсирующим регулятором подачи раствора в ячейку, выполненным в виде мембранного насоса, электрически соединенного с измерительным блоком, а ультразвуковой вибратор и рабочий электрод находятся на одной вертикальной оси.

1351522

Составитель С. Волков

Техред А. Кравчук

Редактор В. Данко

Корректор О. Кравцова

Заказ 5302/59 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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