Способ электрохимического анализа смесей соединений элемента в разных степенях окисления

 

!

") 47394!

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСксм СВИДЕтЕЛьСтв (61) Зависимос от авт. свидетельства— (22) Заявлено 28.03.73 (21) 1898407/26-25

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) М.Кл. С Oln 27/52 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (З2) Приоритст—

Опубликовано 14.06.75. Бюллст(нь ¹ 22

Дата опубликования описания 05.01.76 (53) УДК 543.257 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

Х. 3. Брайнина, Р. П, Лесу. нова и Л. Н. Серебрякова

Свердловский институт народного хозяйства и Уральский завод химических реактивов (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СМЕСЕЙ

СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТА В РАЗНЫХ СТЕПЕНЯХ ОКИСЛЕНИЯ

Изобретение относится к методам электрохимических прсвра!Цсllllt! химическ!!х соединений в виде твердых смесей, содержащих элемент в разных степенях окисления, и может быть использовано на производстве и в исследовательской работе для разработки эксперсcIIol0 контроля на всех стадиях технологических процессов производства химических соединений с задашигй стспсньlo окисления и 10тового продукта, особыс преимущества м(!од будет иметь в фазовом анализе.

Известен способ элсктрохимичсских n1)(вра!цен!!!! смесей твсрдых соединений элемента разных степеней окисления на Основе ис-!

И)льзования пастового электрода, заключающийся в измерении токов элсктрохнмичсскнх превращений определяемого соединения. Концентрацию искомого соединения смеси в этом случае определя!от по предварительно построенному калиброво Гному графику. Метод позволяет анализировать только конечные продукты в виде сухих порошков определенной степени диспсрсностн, очи!ценных от посторОнних примесей It пс может быть использован для постадийного контроля, поскольку на результаты анализа влияет наличие в испытуемых образцах влаги, различных неэлектроактивных примесей, непостоянная дисперсность.

Цель изобретения — — повышение точности, ускорение и упрощение проведения анализа.

Указанная цель достигается тем, что по предлагаемому способу осуществляют элсктрохимичсскос превращение твердого опр(дс:,1 ЯСЪ!ОГО СО(3 It t t CI I EI51 НЗ П)1 СТОВОГО ЭЛ СКТРОД11 В продукт реакции, нерастворимый в данном электролите в режиме линейного изменения потснциала во времени или при постоянном токе, затем путем из)!С1!сн1!5! направления поляризации осуществляют элсктрохимическо( превращение всех сосдщ!сний watt!tot.() эл(10 м(1та, !!вход tlttttxc51 11 обр;!зцс в разных (т(nc1151 х Окис. Icllия, 11 О Iiot t ttct171) II II II II Оп Редел ЯсAtot o coc. IIIIlcnnH c) дят llo 0TIiolltcttttto )!аксимал !toto тока (переходного времени), элсктрохпмического прсвращсlltt51 Опрсдсляс11ОГ() соединения к максимальному току (переходному времени) элсктрохимпчсского прсвращеItèÿ с) ммы вссх сосднllcl!1!и дан110ÃÎ элемct!òn, находящихся в образце. Принимая во внимание то, что в прямом процессс участвует только соединение элемента одной степени окисления (соединение, концентрация которого определяется), а в обратном процессе вес соединения этого элемента, составляющие 100, смеси, можно использовать пропорцшо

9 "в)

1! (T1) — Х%

1 (т ) — 1 00% р

Где I! — максимальный ток (T! — nc реходнос время) электрохимичсского превращения определяемого соединения; Iq — максимальный ток (т.. — переходное время) э1ектрохнмичсзо ского превращения суммы всеx coедtlncnné

473941 данного элемента, откуда концентрация опредсляемого соединения заданной степени окисления элемента в смеси твердых соединений этого элемента в разных степенях окисления составит: о .Y% = 1 ° 100% Л,„= — 1 100%

Необходимыми условиями являются: образование нерастворимого соединения в процессе электрохимического превращения определяемого соединения, что достигается выбором соответствующего электролита; непрерывная регистрация всех указанных элсктрохимических превращений.

При проведении процесса в режиме линейного изменения потенциала потенциал начала поляризации электрода в случае электрохимического превращения определяемого соединения, находящегося в низшей (или высшей) степени окисления, задают более положительным (или отрицательным), чем потенциал электрохимическго превращения суммы всех соединений данного элемента в разных степенях окисления, и более отрицательным (или положительным), чем потенциал электрохимического превращения определяемого соединения.

При проведении процесса в режиме постоянного тока величину тока задают так, чтобы переходное время электрохимического превращения определяемого соединения было меньше переходного времени электрохимического превращения суммы всех соединений данного элемента, находящихся, в образце в разных степенях окисления.

На фиг, 1 представлена схема непрерывной поляризационной кривой, описывающей электрохимические превращения смеси металла и двух его соединений разных степеней окисления.

На фиг. 2 представлена схема непрерывной

11: — 3-кривой (зависимость потенциала от времени) в режиме постоянного тока прн анализе смеси соединений элемента в двуx степенях окисления; на фпг. 3 — полярнзационная кривая.

На приведенной схеме (фнг. 1) А — интервал потенциалов, в котором может быть выбран потенциал начала поляриза11и11 электрода при определении Мс из смеси (Мс, Ме " ), СД -- интервал потенциалов, в котором меняется направление поляризации электрода при определении Ме из смеси (Ме, Ме "+ ), EF — интервал, в котором может

6bITb H36p3H IIOTCUUH3oI начала пол я риз ац11H электрода при определении Ме" + из смеси (Ме", Ме In+" + ), 6Ь вЂ” интервал потенциалов, в котором меняется направление поляризации электрода при определении Ме" из смеси (Ме "+, Ме "+" +). FE — интервал потенциалов, в котором может быть выбран потенциал .начала поляризации электрода при определении Ме1" " + из смеси (Ме, Ме " " " +), ДС вЂ” интервал потенциалов, в ко5 !

О

Один объем (0,05 ем ) исходной смеси любой дисперсности, влажности, который может содержать неэлектроактивные примеси, смешивают с пятью объемами порошкообразного угля марки В-3, желательно более мелкой фракции, смесь перемешивают, добавляют один обьем дибутилфталата, вновь перемешивают, полученну.ю электродную пасту консистенции густой каши помещают в держатель, поверхность полученного электрода сглаживают фильтровальной бумагой и электрод помещают в электролизер, запоненный 0,1 и. раствором КОН (в качестве электродов сравнения и вспомогательного используют, например, окиснортутные электроды), электролизер присоединяют к потенциостату нли другому прибору, позволяющему осуществлять непрерывное окисление и восстановление, устанавливают потенциал пастового электрода в пределах 0,55 — 0,65 В и подают линейную развертку потенциала во времени, фиксируют 33 висимость тока окисления АО20 - - AgO от нотеш1иала, затем при потенциале 0,8 — 0,9 Б меняют направление поляризации н регистрируют суммарньш ток восстановления AgO (исходного AgO и образовавшегося в стадии окисления Ag20 -э- AgO) до AgqO в зависимости от потенциала электрода.

На фиг. 3, где приведена соответствующая поляризационная кривая, где q:„— потенциал начала поляризации электрода; q„потенциал, с которого изменили направление поляризации, 11 — максимальный ток процесса

Ag>O -+ AgO, I2 — максимальный ток процесса AgO - Ag20.

Концентрацию AgqO в смеси (%) определяют по отношению величины максимального тока восстановления, равного 400 мкА по формуле

3О

55 бО

65 тором менястся направление поляризации электрода при определении Мс " 1 из смеси (Ме, Ме1 "н ), К И вЂ” интервал потенциалов, в котором меняется направление поляризации электрода при определении Мс " нз смеси (Ме, Мс" ).

На фиг. 2: Л — переходное время процесса электрохимического превращения определяемого соединения данной степени окисления, СД вЂ” интервал потенциалов, в котором меняется направление поляризации электрода, EF — переходное время процесса электрохимического превращения суммы соединении элемента разных степеней окисления.

В элсктрохимических превращениях принимают участие одни и тс ке частицы электроактивного вещества, что позволяет устранить влияние на результаты анализа дисперсности этих частиц, влажности, неэлектроактивных примесеи, неравномерности распределения частиц в пасте, отпадает необходимость специальной подготовки исходной пробы к анализу.

Пример. Определение содержания Ag O в смеси 50% AggO и 50% AgO в режиме линейно изменяющегося потенциала.

47394I

Х% =

° 100% Х% = г 440мк А

° 100 = 50%.

Предмет изоорстення

Способ электрохимического анализа смесей соединений элемента в разных степенях окисления, заключающийся в изменении введенного в объем угольного пастового электрода валентности измеряемого компонента смеси, путем поляризации элсктрода, например, из низшей в высшую, и измерении, например, максимального тока в режиме линейного изменения потенциала во времени, отлича ощиися, тем, что, с целью повышения точности, ус5 корения и упрощения проведения анализа, изменяют направление поляризации электрода на обратное, осуществляют электрохпмическое превращение всех соединений данного элемента, находящихся в образце в разных

1р степенях окисления, снова измеряют значение максимального тока и по отношению измеренных сигналов определяют концентрацию измеряемого элемента.

473941

ФЪг 2

1,3 07 0b 05 04

Фиг,у

Составитель Л. Сырчеикои

Текред 3. Тараненко

1 сдактор И. Шубина

Корректор Л. Котова

МОТ, Загорский филиал

Заказ 5502 Изд. ¹ 1500 Тира>к 902 Подиисное

ЦНИИПИ Государственного когиитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и откры гий

Москва, К-З5, Раушская наб., д. 4/5