Способ изготовления твердого индикаторного электрода для электрохимических измерений

 

Изобретение относится к способу изготовления твердого механически обновляемого индикаторного электрода для электрохимических измерений. Цель изобретения - повышение воспроизводимости результатов электрохимических измерений, для чего необходимо предотвратить отслаивание изолирующей оболочки от токопроводящего индикаторного элемента после, обновления рабочей поверхности при использовании электрода в концентрированных растворах кислот и щелочей, а также при колебании температуры исследуемых растворов от 10 до 60 С. Способ включает операции: нанесение на токопроводящий индикаторный элемент изолирующей оболочки из полимерного связующего (эпоксидной смолы, полистирола) и ее отверждение путем термической обработки. В состав изолирующей оболочки дополнительно вводится наполнитель из волокнистого материала в массовом отношении к связующему от 1:2 до 1:1. Отверждение оболочки ведут в камере нагрева при 50-120 С и давлении воздуха в камере 10-100 кг/см в течение 8 ч. В качестве волокнистого материала используют углеродное волокно, карбонизованное при 400-600 С, или асбест. Электроды с токопроводящим индикаторным элементом из различных металлов, а также графита, изготовленные по предлагаемому способу, могут использоваться для вольт-амперных и потенциометрических измерений в электроаналитической практике. 1 табл. с (Л оо 4; О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 G 01 N 27/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4132052/31-25 (22) 25.08,86 (46) 15.02,88. Бюл, Ф 6 (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья

СО АН СССР (72) Ю.Б.Клетеник, А.П.Замятин, P.Ю.Бек, B Н.Кирюшов, О.А.Айдашкина, В.В.Родин и Л.Ю.Полякин (53) 543.257 (088.8) (56) Клетеник Ю,Б., Бек Р.Ю., Полякин Л.Ю., Замятин А.П. Датчик с обновляемыми металлическими электродами для автоматического электроанализа растворов. Конструкция, оптимальные механические параметры, результаты испытаний. Изв. СО АН СССР, сер. хим. наук, 1985, Р 2, вып.1, с.93-97.

Брайнина Х.З. Нейман Е.Я, — В кн.:

Твердофазные реакции в электроаналитической химии. N.: Химия, 1982, с.226. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО

ИНДИКАТОРНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКИХ ИЗИЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к способу изготовления твердого механически обновляемого индикаторного электрода для электрохимических измерений. Цель изобретения — повышение воспроизводимости результатов электрохимических

„„SU,» 1374116 А1 измерений, для чего необходимо предотвратить отслаивание изолирующей оболочки от токопроводящего индикаторного элемента после обновления рабочей поверхности при использовании электрода в концентрированных растворах кислот и щелочей, а также при колебании температуры исследуемых растворов от 10 до 60 С. Способ включает операции: нанесение на токопроводящий индикаторный элемент изолирующей оболочки из полимерного связующего (эпоксидной смолы, полистирола) и ее отверждение путем термической обработки. В состав изолирующей оболочки дополнительно вводится наполнитель из волокнистого материала в массовом отношении к связующему от

1:2 до 1:1. Отверждение оболочки вео дут в камере нагрева при 50-120 С и давлении воздуха в камере 10-100 кг/см

2 в течение 8 ч. В качестве волокнистого материала используют углеродное о волокно, карбонизованное при 400-600 С, или асбест. Электроды с токопроводящим индикаторным элементом из различных металлов, а также графита, изготовленные по предлагаемому способу, могут использоваться для вольт-амперных и потенциометрических измерений в электроаналитической практике.

1 табл.

1374116

Изобретение относится к технологии изготовления твердых индикаторных электродов, используемых для электрохимических измерений, в электроанали- 5 тической практике, а также в автоматизированном электрохимическом анализе технологических растворов.

Целью изобретения является повышение воспроизводимости результатов электрохимических измерений за счет предотвращения отслаивания изолирующей оболочки от ТИЭ и исключения затекания между ними электролита.

Введение в состав изолирующей обо-15 лочки наполнителя из волокнистого материала позволило за счет изменения ее физико-химических свойств (микротвердости, коэффициента температурного расширения и др.) предот- 20 вратить деформацию изолирующей оболочки и отслаивание ее от токопроводящега индикаторного элемента при обновлении рабочей поверхности электрода путем среза даже в концентрирован-25 ных растворах кислот и щелочей, а также при изменении температуры исо следуемых растворов от 10 до 60 С.

При введении наполнителя из волокнистого материала в весовом отношении 30 к связующему 1 : 2 удается предотвратить отслаивание изолирующей оболочки от ТИЭ из таких металлов, как свинец, кадмий, цинк. Увеличение доли наполнителя до отношения 1 : l обеспечивает отсутствие отслаивания изолирующей оболочки от ТИЭ из таких металлов, как медь, серебро, а также из графита и стеклоуглерода, Предотвращение отслаивания изоли- 40 рующей оболочки от ТИЭ позволило исключить эатекание электролита между ними, а следовательно, и вызванное этой причиной случайное изменение величины рабочей поверхности электрода,45 что позволило повысить воспроизводимость результатов измерений, а также точность электрохимического анализа с использованием таких электродов, его достоверность и правильность.

В качестве волокнистого материала

50 может быть использовано углеродное волокно, карбонизованное при 400600 С.

Пример l (оптимальный вариант

55 осуществления способа. на примере электрода с ТИЭ из кадмия и полимерным связующим на основе эпоксидной смолы). Проволоку диаметром 0,8 мм из кадмия обезжиривают органическим растворителем, например ацетоном.

Готовят смесь из углеродного волокна, о карбонизованного при 500 С, и полимерного связующего на основе эпоксидной смолы, взятых в весовом отношении

1 : 2. Смесь тщательно перемешивают, помещают на гладкую поверхность и выглаживают шпателем для удаления крупных пузырьков воздуха. После этого смесь наносят на боковую поверхность проволоки, например, выдавливая ее через фильеру, сквозь которую непрерывно подается проволока. Проволоку со сформированным на ее боковой поверхности неотвержденным изолирующим слоем разрезают на заготовки необходимой длины (200 — 250 мм). С одного конца заготовок удаляют изолирующую оболочку на длину 5-7 мм, после чего заготовки завешивают за оголенный конец проволоки в камеру нагрева, где путем термической обработки осуществляют отверждение изолирующей оболочо ки. Отверждение проводят при 80-90 С и давлении воздуха 100 кг/см в течение 8 ч. После охлаждения камеры и снятия давления к оголенному концу проволоки электродной заготовки подпаивают токоподвод, а место пайки изолируют. Результаты испытания образца электрода приведены в таблице.

Пример 2 (оптимальный вариант осуществления способа на примере электрода с ТИЭ из меди и полимерного связующего на основе полистирола).

Медную проволоку диаметром 0 5 мм обезжиривают ацетоном и помещают в предварительно изготовленный корпус электрода, представляющий собой трубку из полистирола с внутренним диаметром 0,6-0,7 мм и длиной 200 — 250 мм.

Готовят смесь полимерного связующего на основе полистирола, растворенного в дихлорэтане, и асбеста, предварительно выдержанного в течение суток в 2М соляной кислоте, затем промытого дистиллированной водой до отсутствия в промывной воде ионов хлора и высушенного. Отношение веса наполнителя к связующему 1 : 1. Смесь вводят в зазор между ТИЭ и корпусом электрода, например, с помощью шприца.

После этого заготовку помещают в камеру нагрева, где осуществляют отверждение смеси путем термической о обработки при 50-60 С и давлении воздуха 100 кг/см в течение 8 ч. После

1374116

ТИЭ

Отношение наполнителя

Коэффициент вариации Т„„„, из 100 измерений, Е

Давление воздуха, 2 материал диаметр, кг/см мм

Пример к связующему, в весовых долях

0,8

100

0,8

1: 2

Кадмий

0,7

100

0 5

1: 1

Медь

1,2

0,8

1: 2

Кадмий

0,5

1: 1

1: 2

1: 2

1: 3

1: 3

Медь

2,9

0,8

Кадмий

3,1

0,5

Медь

6,8

100

0,8

Кадмий

7,9

100

0,5

Медь

9 (по прототипу) 6,9

0 5

Медь и

В плоскости среза под микроскопом наблюдаются пузырьки, которые и вызывают периодические выбросы в измерениях ? „ „

Наблюдается отслоение изолирующей оболочки от ТИЭ. Расхождения значений тока на второй восходящей ветви тока вольт-амперной зависимости составляют около ЗОБ.

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Заказ 568/40

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отверждения к выступающему из корпуса концу проволоки подпаивают токоподвод, место пайки изолируют, после чего проводят испытание изготовленно5 го электрода.

В таблице приведены значения параметров и результаты испытаний.

Коэффициент вариации не превышает

1,5Х. 1О

Предлагаемый способ позволяет изготавливать электроды со стабильными идентичными характеристиками, обеспечивающие получение достоверных и правильных результатов электрохимических измерений, а также повышение точности анализа состава растворов в электроаналитической практике.

Формула изобретения

Способ изготовления твердого индикаторного электрода для электрохи1 мических измерений, включающий нанесение на токопроводящий индикаторный элемент изолирующей оболочки из полимерного связующего, ее отверждение путем термической обработки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости измерений путем предотвращения отслаивания изолирующей оболочки от токопроводящего индикаторного элемента, в состав изолирующей оболочки дополнительно вводят наполнитель из волокнистого материала в весовом отношении к связующему от 1 : 2 до 1 : 1, а отверждение ведут при давлении воздуха в камере нагрева 10-100 кг/см, приг чем в качестве волокнистого материала использовано углеродное волокно, карбонизованное при 400-600 С, или асбест.