Способ вольтамперометрического анализа

 

Изобретение относится к вольтамперометрическому анализу и может быть использовано для определения малых концентраций примесей в растворах , материалах и веществах высокой частоты. Целью изобретения является повьшение чувствительности способа при одновременной автоматизации измерений . Циклически снимают вольтамперограммы в присутствии мешающего предшествующего деполяризатора. При этом компенсируют остаточный ток его экстраполированным значением в виде ряда Тейлора. Осуществляют поправку (коррекцию) параметров экстраполяции, измеряемых по суммарному току ячейки при некотором выбранном напряжении поляризации. Напряжение поляризации смещают пропорционально нескомпенсированной части остаточного тока. 2 ил. о Р (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 1 4 G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф(л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ @@» (21) 4085441/31-25 (22) 11.05.86 (46) 15.06.88. Бюл. Ф 22 (7 1) Томский политехнический институт им. С.M.Кирова (72) Ю.А.Иванов, С.В.Чертов, Ю.А.Булатов и Л.А.Хустенко (53) 543.25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 949479, кл. С 01 N 27/48, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N - 1037167, кл. G 01 И 27/48, 1983. (54) СПОСОБ ВОЛЬТАИПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к вольтамперометрическому анализу и может быть использовано для определения ма„„SU„„1402916 А 1 лых концентраций примесей в растворах, материалах и веществах высокой частоты. Целью изобретения является повьппение чувствительности способа при одновременной автоматизации измерений. Циклически снимают вольтамперограммы в присутствии мешающего предшествующего деполяризатора. При этом компенсируют остаточный ток его экстраполированным значением в виде ряда Тейлора. Осуществляют поправку (коррекцию) параметров экстраполяции, измеряемых по суммарному току ячейки при некотором выбранном напряжении поляризации. Напряжение поляризации смещают пропорционально нескомпенсированной части остаточного тока. 2 ил.

1402915. Изобретение относится к вольтамперометрическому анализу и может быть использовано для определения малых концентраций примесей в растворах, материалах и веществах высокой чистоты.

Целью изобретения является повышение чувствительности и автоматизации анализа многокомпонентных сред.

На фиг. 1 изображены вольтамперо, граммы; на фиг.2 - структурная схема полярографа, реализующего способ

; вольтамперометрического анализа.

Способ реализуется в следующей последовательности.

В первом цикле измерения снимают вольтамперограмму — регистрируют ток электрохимической ячейки при подаче на нее линейно меняющегося по заранее20 заданному закону поляризующего напряжения в заданном диапазоне (в зависимости от природы исследуемого деполяризатора). По результатам измерений определяют остаточный ток и вводят поправку, компенсируя остаточный ток его экстраполярным значением. При этом вольтамперограмма имеет вид 1 (фиг.1) с экстремумами предшествующего Б и исследуемого деполяризато- 30 ра В.

Иежду этими экстремумами выбирают по виду вольтамперограммы интерполи-!

,рованного остаточного тока (пунктир ная линия A) интервал напряжений (E> . E ), для которого справедливы следую щие неравенства:

Х (Е„) Z, < Z (Е,); (1)

Т (Е„) а Z", < т "(Е,) где I и Х вЂ” первая и вторая производные остаточного тока (параметры электрополя" ции);

I u I - первая и вторая произI И водные суммарного тока ячейки (кривая 1).

В данном интервале (E» Е ) выбирают напряжение Е „, при котором минимизируется фуйкция

I ;(Ефм) > о(Е э ) + I?y(E о(Е зк)

При этом напряжении автоматически определяют параметры экстраполяции, 55 а после регистрации вольтамперограммы измеряют нескомпенсированную часть остаточного тока и 1о (см. кривые 2, 3, 4, фиг. I) и.. по результатам измерений вводят поправку параметров экстраполяции путем изменения величины н апряжен ия Е > .

Устройство, реализующее способ (см. фиг.2),. содержит блок 5 управ ления, источник 6 поляризующего напряжения, электрохимическую ячейку 7, измерительный усилитель 8, регистратор 9, компенсатор 10 остаточного тока, сумматор 11, управляемые ключи

12-15 и запоминающие устройства 16 и 17. Блок управления связан с источником 6, к выходу которого подключен анод электрохимической ячейки 7, катод которой соединен с выходом усилителя 8, нагруженного входами компенсатора 10 и регистратора 9 и через ключ 12 сумматором 11, второй вход которого через ключ 13 подключен к блоку 5. Третий вход сумматора 11 через ключ 15 подсоединен к выходам запоминающих устройств 16 и

17, а выход сумматора 11 подключен к блоку 5 и через ключ 14 к входам запоминающих устройств 16 и 17.

Способ осуществляют следующим образом.

После проведения предварительного электролиза на ячейку 7 подается линейно изменяющееся напряжение развертки. При этом ток ячейки усиливается усилителем 8 и регистрируется

1 регистратором 9 например в виде вольтамперограммы 1 (фиг.1). Компенсатор 10 при этом отключен. По виду вольтамперограммы 1 определяют интервал напряжений Е Е » в котором выбирают напряжение экстраполяции ,Е „, устанавливают его в блоке 5 управления и снимают следующую вольтамперограмму (кривая 2 фиг.1). Блок

10 выполнен таким образом,что с момента включения развертки при напряжении Е„ „ до Е 9 осуществляется полная компенсация тока ячейки. При напряжении Е происходит определение и запоминание параметров экстраполяции по измерению производных суммарного тока ячейки. Начиная с E компенсатор 10 начинает экстраполировать остаточный ток в виде ряда

Тейлора, который подается на вход усилителя 8 и алгебраически суммируется (вычитается) из тока ячейки, обеспечивая компенсацию. Поскольку напряжение Е ><, а следовательно, и параметры экстраполяции выбраны при1402916 оптимальном уровне за счет того, что при снятии вольтамлерограммы в.присутствии мешающего предшествующего деполяризатора с компенсацией остаточного тока его экстраполированным значением в виде ряда Тейлора осуществляют поправку (коррекцию) параметров экстраполяции при подборе напряжения Е

Способ вольтамперометрического анализа, заключающийся в том, что из. меняют напряжение на электрохимической ячейке по заранее заданному закону, одновременно регистрируют ток ячейки, по результатам измерений определяют остаточный ток и вводят поправку, компенсируя остаточный ток его экстраполированным значением, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и автоматизации анализа многокомпонентных сред, между экстремумами полярограммы, соответствующими исследуемому и предшествующему деполяризаторам, определяют интервал напряжений (Е,, Е<), в котором находят параметры экстраполируемой функции (Ен) C Ie (I (Es)

X о (В) где Е и Т вЂ” первая и вторая производные остаточного тока (параметры экстраполяции);

/ к

I u I — первая и вторая произ2 2 водные суммарного тока ячейки, состоящего из точного тока и исследуемого и предшествующего тока деполяризаторов, выставляют значение поляризующего напряжения Е „ в найденном интервале, при котором (Т (Е, — Io + Т" (Е,„- Io)I

= мин где i — номер цикла измерения;

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Коэффициенты передачи сумматора

11 по второму и третьему входам рав- Зр ны единице. Практически мгновенно после замыкания ключа 12 перекидываются сначала ключ 14 из положения II в положение I, а затем ключ 15 из положения I в положение II. После этого замыкаются контакты ключей 12 и 13. При повторной (третьей) регистрации вольтамперограммы напряжение с выхода одного из запоминающих устройств (16) через сумматор 11 посту- 4о пает в блок 5 управления и служит напряжением экстраполяции Е к, т.е. напряжение экстраполяции смещается в сторону более положительных значений, где крутизна тока ячейки вы- 45 ше за счет снижения тока деполяризатора. Соответственно возрастают параметры экстраполяции и степень компен-. сации остаточного тока.

При каждом и-м измерении, напри- бб мер, в системе автоматического контроля каждый раз блоком 5 управления формируется оптимальное Е „ при этом напряжении определяют параметры экстраполяции, после цикла регистрации вольтамперограммы измеряют нескомпенсированную составляющую остаточного тока и по результатам измерения вводят поправку параметров экстраполяции путем изменения величины напряжения Е ближенно, .то при регистрации второй вольтамперограммы может иметь место недокомпенсация (см. кривую 2 фиг.1) или перекомпенсации (см. кривую 3 фиг.1) при напряжении Е> окончания пика В, регистрируемого при поляризующем напряжении Е . При напряжении Е> замыкается ключ 12 и напряжение с выхода усилителя 8, 10 пропорциональное, например, d I, подается на первый вход сумматора 11, на второй вход которого через контакты ключа 13 с блока 5 управления подается напряжение Е „, а на третий 1б вход сумматора 11 через контакты ключа 15 подается напряжение с запоминающего устройства 16,при следую" щем измерении с запоминающего устройства 17. 20

Для i-й реализации напряжение на выходе одного иэ запоминающих устройств будет

U(i+1) = -E (1)+КП (i), (3) эк (и) =E эк (n-1)+K и Хо (n" 1) . (4)

55 и запоминается поочередно запоминающими устройствами 16 и 17. Таким образом, напряжение экстраполяции удерживается s течение многих часов на формула из обре тения

1402916

@Ею фее/

Составитель Ю.Коршунов

Редактор М.Бандура Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 2850/33 Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытик

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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