Способ определения потенциала исследуемого
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
387294
Со:оэ Советских
1"оциал стических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. G 01г 19/16
Заявлено 03.Ч1,1971 (№ 1664254/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 21 V1.1973. Бюллетень № 27
Дата опубликования описания 16.Х,1973
Государственныи комитет
Соввтв Миниотров СССР по делам изобретений н открытий
УДК 537.315.6(088.8) Авторы изобретения
Заявители
Л. Л. Кноц, В. H. Алексеев и А. Г. Ефимов
Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения и Институт электрохимии АН СССР
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ИССЛЕДУЕМОГО
ЭЛ ЕКТРОДА
Изобретение относится к способам определения потенциала исследуемого электрода в электрохимической ячейке и может быть использовано в исследованиях электрохимических процессов при контролируемом потенциале или токе исследуемого электрода.
Известен способ уменьшения погрешности поддержанйя заданного значения потенциала исследуемого электрода в .исследованиях электрохимических процессов при контролируемом потенциале и использующий принцип положительной обратной связи по току, вводимой через орган регулирования потенциала — потенциостат.
Однако этот способ пригоден только для исследования электрохимических процессов при контролируемом потенциале исследуемого электрода и не пригоден для других методов, в которых также необходимо определять потенциал исследуемого электрода по напряжению между исследуемым электродом и электродом сравнения при протекании через электрохимическую ячейку электрического тока. Не обеспечивается возможность объектив.ной оценки потенциала исследуемого электрода по напряжению между исследуемым электродом и электродом сравнения, так как указанная погрешность при этом не компенсируется.
По предлагаемому способу в цепь между исследуемым электродом (ИЭ) и общей заземленной шиной вводят напряжение U„, равное по величине и противоположное по знаку
5 падению напряжения в электролите (Up) между исследуемым электродом и электродом сравнения. При этом, в случае полной компенсации указанной погрешности, потенциал исследуемого электрода будет соответствовать
10 разности потенциалов (4) между электродом сравнения и общей шиной системы.
Степень компенсации при этом оценивается по форме импульса, упомянутого выше напряжения ((/,), возникающего под воздейст15 вием короткого прямоугольного импульса тока, пропускаемого через ячейку, или по изменению того же напряжения при разрыве токовой цепи ячейки.
Предлагаемый способ поясняется схемами
20 на фиг. 1 и 2. Схемы содержат электрохимическую ячейку 1 с исследуемым электродом 2, вспомогательным электродом 8 и электродом сравнения 4, инвертирующий усилитель 5 постоянного тока с регулируемым коэффициен25 том передачи (Кь), сопротивления б, 7 и 8.
Схемы содержат, кроме того, дифференциальный усилитель 9 постоянного тока с фиксированным коэффициентом усиления (Ко).
Компенсация падения напряжения в элек30 тролите между исследуемым электродом и
387294
10
20 (8) 25
45 электродом сравнения происходит следующим образом.
В схеме (фиг. 1) компенсирующее напряжение создается путем включения выхода инвертирующего усилителя 5 между исследуемым электродом 2 электрохимичеокой ячейки
1 и общей шиной системы, на вход которого через согласующий дифференциальный усилитель 9 подают напряжение, пропорциональное падению напряжения на резисторе К6, включенном последовательно с электрохимической ячейкой 1. Коэффициент передачи усилителя 5 может регулироваться изменением соотношения сопротивлений 8 и 7.
Для этого варианта компенсирующее напряжение равно:
У вЂ” 1 ЛВКрК9 (1 )
Очевидно, что условием компенсации является выполнение равенства U>) = U (, а в общем случае: 1ф: 1иа + 1яйр 1я1М ьКв ()
I ëe (1иа = фиэ фэс разность потенциалов между исследуемым электродом и электродом сравнения.
При выполнении равенства Лр=ЯеКФ9 (З) выполняется требование U<= U, Равенство (3) может быть получено как подбором величины сопротивления R6, так и регулировкой К .
В случае, когда падение напряжения на ячейке велико (десятки-сотни вольт, что имеет место при разделении анодного и катодного пространства краном или диафрагмой) сопротивление R< целесообразнее включать последовательно с исследуемым электродом.
Для этого варианта U,= — I,R6I(Ê9, тогда 1о: - ив + 1иАр + айв 1айвК ь1(н. (4)
Условие компенсации при этом:
Л, р = Я, (A ..К, — 1). (5)
Условие (5) обеспечивается изменением тех же величин, что и для варианта схемы фиг. 1.
Схема, показанная на фиг.2, отличается тем, что компенсирующее напряжение создается путем подключения исследуемого электрода 2 ячейки 1 к инвертирующему входу « вЂ” » дифференциального усилителя 5, который охвачен параллельной отрицательной обратной связью через сопротивление б и положительной обратной связью через делитель напряжения на сопротивлениях 7 и 8, на неинвертирующий вход «+». Если обозначить коэффициент пеР,; редачи делителя т=, то компенсируR7 + Rs ющее.напряжение будет равно
U — — I g (п(1. (6)
1 - К (1 — m)
Тогда !
U,=U„,+I,/ — l„P, (— . (7)
1+К (1 — m) Условие компенсации (К!;m — 1).
1+ К (1 — m) Выполнение условия (8) может осуществляться изменением величины сопротивлений
Re — Rs или коэффициента передачи усилителя К .
Предмет изобретения
Способ определения потенциала исследуемого электрода, основанный на пропускании коротких импульсов тока между вспомогательным и исследуемым электродами трехэлектродной электрохимической ячейки, отличаю.:щийся тем, что, с целью повышения точности и исключения зависимости от методов исследования электрохимических процессов, связанных с протеканием тока через электрохимическую ячейку, между исследуемым электродом и общей заземленной шиной подают напряжение, равное по величине и обратное по знаку падению напряжения в электролите, и определяют потенциал по .напряжению между электродом сравнения и общей шиной.
387294
Фиг 1
Составитель Г. Невская
Техред T. Курилко
Корректоры: А. Васильева н Е. Михеева
Редактор С. Авдеева
Типография, пр, Сапунова, 2
Заказ 2766/8 Изд. № 714 Тираж 755 Подписное
Ц!1ИИПИ Государственного комитета Совега Министров СССР по делам изобретений н открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
