Устройство для автоматического электро-химического анализа многокомпонентныхрастворов

 

ОП ИСАНИЕ(,851247

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесниз

Республик (61) Дополнительное к,авт. сеид-ву (22)Заявлено 18;10.79 (21) 2827155/18-25 (5! )М. Кл..

С 0111 27/гб с присоединением заявки М (23 ) Приоритет

Воудзравеиы11 квинтет

СССР оо лолам взебретенн11 я открытв11

Опубликовано 30. 06. 81, Бюллетень И 2" (53) УД К 543. 253 (088.8) Дата опублйкования описания 30.07,81 (72) Авторы изобретения

P.Ñ. Литвак, М.М. Табачников, Н.А. Данили (71) 3аяв»тел СРеднеазиатский наУчно-исследовательский и институт цветной металлургии (54) УСТРОЙСТВО Д1Я АВТОМАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к устройствам для электрохимического анализа многокомпонентных растворов и может быть применено для количественного анализа многокомпонентных растворов гидрометаллургических производств в цветной металлургии, химии и т.д., в частности цинка, меди, cypbm», Известны устройства для электрохимического контроля многокомпонеитных растворов по величине диффузион-. ных токов восстановления определяемых веществ, в которых регистрирует-, ся величина тока, возникающего s диффузионной паре электродов, и этот ток количественно определяет концентрацию вещества в растворе Pl).

Однако при наличии взаимовлияющих веществ, особенно с близкими электрохимическимн потенциалами, соотношение между током и концентрацией вещества нарушается эа счет неконтролируеьаюх помех.

Известен также способ анализа по времени растворения предварительно накопленного на поверхности индикаторного электрода вещества.

Однако в этом анализе также наруS шается пропорциональность между временем растворения и концентрацией в многокомпонентных растворах иэ-за мешающих веществ, в частности из-эа образования микрогальванических пар элементов с различными электрохимическими потенциаламн.

Известны также устройства, s кото" рых предусмотрено измерение временных интервалов растворения пробных осадков в соответствии с потенциалом каждого из них1 2). Измеренный временной интервал характеризует количественно концентрацию определенного вещества, причем значение концентрации корректируется по временжм интервалам растворения мешающих веществ.

Концентрация определяемого вещества является аддитивной функцией времен3 8512 ных интервалов растворения определяемого и мешающих веществ при постоянной скорости вращения электрода, Аналитически эта зависимость выражается следующей формулой

1=И

Х о 1 1 (1) где СХ - концентрация определяемого вещества; 10 Ь,Ъ „ — постоянные коэффициенты; — временные интервалы растворения определяемых и мешающих веществ.

Наиболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности является устройстворсодержащее электрохимическую ячейку с ицдикаторным вращающимся и вспомогательным электродамн и электродом сравнения, подключенную через ис- 20 точник постоянного тока для катодного осаждения и анодного растворения исследуемого вещества к блоку задания времени катодного осаждения, блок измерения потенциала, первый вход кото- 25 рого через блок переключения скорости вращения подключен к индикаторному электроду, второй — к электроду сравнения, а выход - к решающему блоку, связанному с блоком индикации реэуль- 30

TaTos 3).

Однако известное устройство имеет довольно сложную аппаратуру. Кроме того, необходимо выделить и обработать временные интервалы растворения всех 35 веществ, что бывает затруднительно из-за нечетких границ этих интервалов.

Особенно эта задача усложняется при анализе веществ с близкими электрохимическими потенциалами. При этом в 40 ходе анализа необходимо выполнение расчетов, что затягивает в некоторой степени выдачу результатов.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и точности анализа. 45

Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматического электрохимического анализа многокомпонентьых раствор is, содержащее электрохимическую ячейку с индикаторным 50 вращающимся и вспомогательным электродами и электродом сравнения, подключенную через источник постоянного тока для катодного осаждения и анодного растворения исследуемого вещества к,55 блоку задания времени катодного осаждения, блок измерения потенциала, первый вход которого через блок переклю47 4 чения скорости вращения подключен к индикаторному электроду, второй — к электроду сравнения, а выход — к решающему блоку, связанному с блоком индикации результатов, дополнительно введен узел формирования сигналов управления скоростью вращения индикаторного электрода в зависимости от потенциала анодного растворения, соЕди- ненный по входу с блоком измерения потенциалов и решакщим блоком, а по выходу — с блоком переключения шоуости вращения индикаторного электрода, На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; иа фиг,2временяае диаграмж, пояснянщие его работу.

Устройство содержит электролизную ячейку 1, в которой находятся вспомогателыый 2, индикаторыай. 3 электроды и электрод 4 сравнения, блок 5 переключения скорости вращения, блок 6 измерения потенциала, источник 7 постоянного тока, блок 8 задания тока и времени осаждения пробного осадка металла, узел 9 формирования сигналов управления скоростью вращения индикаторного электрода, решающий блок 10 и блок 11 индикации результатов.

Устройство работает следующим образом.

В электролизную ячейку 1 поступает исследуемый раствор, в которой находится вспомогательный электрод 2 и индикаторный электрод 3 с постоянной площадью рабочей поверхности. Цепь электрического тока замыкается между вспомогательным и иицикаторным электродами через раствор от источника 7 постоянного тока, создавая на поверхности индикаторного электрода пробный осадок металла. Блок 8, соединенный по выходу с источником 7, заранее устанавливает величину тока осаждения и продолжительность периода осаждения и производит реверсирование тока через электроды на растворение накоп« ленного пробного осадка. Величина потенциала на индикаторном электроде определяется блоком 6 измерения потенциала относительно .: электрода 4 сравнения и поступает на узел 9 формирования сигналов управления скоростью вращения индикаторного электрода и решающий блок 10. В момент окончания растворения всего пробного осадка в узле 9 под воздействием сигналов, поступающих на него с бло5 851247 В ком 6 и 10, формируется сигнал на из- автоматического анализа, повысить менение скорости вращения индикатор- быстродействие и улучшить точность ного электрода, который подается на анализа эа счет уменьшения объема блок 5 ° Решающий блок 10 выделяет вре- обработки информации. менные интервалы растворения опреде" ляемого металла при двух различных

° скоростях вращения индикаторного элект- Формула изобретения . рода. Так как эти временные интервалы являются аддитивной функцией кон . Устройство для автоматического центрации (формула 1), то при различ- 1е электрохиьвсческого анализа многокомных скоростях вращения получается сис- понентных растворов, содержащее электтема уравнений, которую решает блок рохимическую ячейку с ияцикаторным

10. вращающимся и вспомогательным электродами и электродом сравнения, под + ig + Ь с . Is ключенную через источник постоянного у ., ToKcL для катодного ос ажд ения H анод»

Ъ= +Ь с+

Ъ 1 4 и . ного растворения исследуемого вещества к блоку задания времени катодного где С< и С -концентрации определяем осаждения, блок измерения потенциала, го и мешакщего веществ1:2б первый вход которого через. блок пе Ьо Ъ э Ъ- е Ь эЬ и Ьц коэффи реключения скорости вращения подклюциенты, которые определяются. sapaaee чен к индикаторному электроду, второйи вводятся в решающий блок. к электроду сравнения, а выход — к указанные уравнения являются неэа решающему блоку, связанному с блоком высшими, так как меняется характер И индикации результатов, о т л ив взаимодействия ионов в -зависимости от ч а ю щ е е с я тем что с целью

1 S скорости вращения. увеличения быстродействия и точности

Временные диаграммы, поясняющие анализа, в него дополнительно введен работу устройства, включают в себя узел формирования сигналов управлеизменение потенциала 12 на индикатор зф ния скоростью вращения индикаторного иом электроде при различных скоростях электрода в зависимости от потенциала его вращения, сигнал 13 переключения анодного растворения, соединенный скорости вращения, 1о -время осажде по входу с блоком измерения потен-! ння, К и Ъ.1 - временные интервалы 14 циалов и решакицим блоком, а по выхо.растворения определяемого и мешакщего yS ду — с блоком переключения скорости веществ при скорости вращения Щ, вращения индикаторного электрода.

Ф иЪ - временные интервалы 14 раст- Источники информации, ворения определяемого и мешающего ве- принятые во внимание при экспертизе ществ при скорости вращения Ш .

1. Леликов И).С. Физико-химические

Использование cxem» анализа с пере-40 методы анализа. М., "Химия", 47,429, менной скоростью вращения индикатор- 1974. ного электрода предусматривает изме-. 2. Авторское свидетельство CCCP. нение взаимной скорости движения час- по. заявке 1I 2674018/18-25, 18.05.79. тиц жидкости относительно поверхнос- 3. Система вольтамперометрическая ти электрода, что может быть достиг- 45 автоматизированная СВА-1. Техническое нуто также изменением скорости дви" описание и инструкция по эксплуатации жеже самой .жидкости или частоты виб- У Аа 1.550.104 ТО. Министерство приборации электрода. ростроення, средств автоматизации и

Внедрение предлагаемого устройства систем управления, НПО "Буревестник", позволяет упростить аппаратуру для . 1928 {прототип).

85! 247

Put y

Составитель В. Купщев

Техред С.Иигунова

Корректор E.Ðîùêî

Редактор M.Mèòðîâêà

Подписное

Филиал ГПЛ! "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 6342/6! Тираж 9О7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий !!3035. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5