Устройство для полярографическогоанализа

 

(72) Автор изобретения

К.А. Сиразиев

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н. Туполева, (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа и может быть использовано в полярографическом приборостроении.

По основному авт.св. В 684425 известен способ полярографического анализа, заключающийся в том, что при наложении на ячейку с ртутнокапельным электродом постоянного . (медленноиэменяющегося ) поляризующего напряжения из общего тока ячейки путем избирательной фильтрации выделяют переменную составляющую с частотой, равной или кратной частоте изменения площади ртутного электрода, а затем проводят фазовое отделение фарадеевской части тока от емкостной с ее последующей регистрацией е

Известно также устройство для осу- ществления этого способа, состоящее из источника постоянного (медленноизменяющегося) поляризующего напряжения, потенциостата, электрохими2 ческой ячейки с ртутно-капельным электродом, избирательного усилите ля, синхронного детектора, регистратора, генератора усилителя, генера" тора частоты капания, устройства сброса капли, умножителя частоты и регулируемого фазовращателя. Для фазового отделения фарадеевской составляющей тока от емкостной фазы опорного сигнала, поступающего с регулируемого фазовращателя на синхронный детектор, фарадеевская составляющая должна быть выбрана равной 90 по отношению к емкостной составляю-. щей тока P1).

Недостатком такого способа и соответствующего ему устройства являет" ся слабая степень разделения фарадеI евской и емкостной составляющих то ка ячейки при низких концентрациях вследствие того, что емкостнай ток при этом существенно превосходит фарадеевский, в результате чего снижа85125 ется точность и чувствительность анализа.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности полярографического метода анализа.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для полярографического анализа между электролитической ячейкой и входом избирательного усилителя включен умножитель, а между 10 выходом устройства сброса капли и вторым входом умножителя включен генератор степенной функции времени.

На фиг. la показаны сигналы фара1

ДЕЕВСКОГО 4ф И ЕМКОСтНОГО 4о ТОКОВ ртутно-капельного электрода; фиг. lб — то же, на выходе умножителя ф и 1с; на фиг. 2 — блок-схема предлагаемого устройства.

Известно, что изменение емкостно- 20 го тока в течение жизни капли описывается степенной зависимостью (фиг.la)

- /Ь

iñ Вй 1 (1)

25 где  — неизвестный коэффициент; время .

Общий ток ячейки равен сумме фарадеевского и емкостного токов

I =!ô+ 1. (2)

Известно, что отклик избирательно.

ro усилителя на входной сигнал вида

f(t)+ С, (3) где F(t)- функция времени;

С вЂ” постоянная величина, не зависит от С.

Отсюда видно, что влияние емкостного тока на результат анализа можно устранить, если преобразовать, формулу (2) s следующий вид 40 .I .I (4)

1Ф () +1с где i (t)- функция времени;

i - постоянная величина.

В таком случае отклик избирательного ! усилителя не зависит от 1 . для это- 45 го формулу (2) умножают на степенную функцию времени, обратную

i =(4 + ) = ф (- -4i ) t.Ñ"j = э+ Ь (5)

Затем результат преобразования (5) подают на вход избирательного усилителя, В частном случае обратимых реакций, когда (фиг.la )

=At p

Ф

55 где А - неизвестный коэффициент, пропорциональный коццентрации деполяри-затора, 2 ф в результате преобразования (5) получают (фиг. 15 )

» А,4 + 4ф+ 4 (e)

Следовательно, выходной сигнал избирательного усилителя не зависит от В, т.е. от емкостной составляющей тока.

Регулируемый фазовращатель подстраивают для наилучшего выделения отклика избирательного усилителя иа первое слагаемое выражение (6) .

Устройство для полярографического анализа содержит источник 1 постоянного (медпенноиэменяющегося) поляризующего напряжения, потенциостат 2, электролитическую ячейку 3 с ртутнокапельным электродом, избирательный усилитель 4, синхронный детектор

5, регистратор 6, генератор 7 частоты капания, устройство 8 сброса капли, умножитель 9 частоты, регулируеилй фаэовращатель 10, умножитепь 11 и генератор 12 степенной функции времеНИ е

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 через потенциостат 2 подает на рабочий электрод ячейки 3 медленноиэменяющееся по линейному (ступенчатому) закону или постоянное поляризующее напряжение. Потенциостат

2 поддерживает на ячейке 3 напряжение, в точности равное напряжению источника 1. Сигнал, пропорциональный общему току ячейки 3, поступает на первый вход умножитепя 11, а на другой его вход поступает сигнал с выхода генератора 12 степенной функции времени.

Сигнал с выхода умножителя 11 через избирательный усилитель 4, настроенный на частоту, равную или кратную частоте капания, поступает на сигнальный вход синхронного детектора 5, который осуществляет фазовое выделение фарадеевской составляющей тока, что повышает помехозащищенность устройства, Постоянное напряжение с

его выхода, пропорциональное амплитуде гармонической составляющей фарадеевского тока, поступает на регистратор 6 ° Генератор 7 задает частоту капания ртути в ячейке 3 и синхронизирует генератор 12 степенной функции времени через устройство 8 сброса капли. Одновременно сигнал с выхода генератора 7 подается на умнажитель 9 частоты для формирования опорного напряжения нужной частоты и фазы, которое новной частоте умножитель 9 частоты Формула изобретения не требуется, он отключается и сиг- !О

5 851252 6 с выхода умножителя 9 частоты через выделение необходимой гармоники сигрегулируемый фазовращатель 10 подает-,нала вида Bt ся на второй вход синхронного детек- Предпагаемое устройство позволяет тора 5. Коэффициент умножения умножи- существенно увеличить чувствительтеля 9 частоты может быть равен двум, ность и точность полярографического трем и т.д. в зависимости от номера анализа по сравнению с известным, высшей гармоники, подлежащей выделеюпо и регистрации. При работе на оскал с генератора 7 поступает непос- Устройство для полярографического редственно на фазовращатель 10. Для анализа по авт. св. 1 684425, о т, " выделения фарадеевской составлякщей л и ч а ю щ е е с я тем, что, с тока ячейки генератор степенной функ- целью повышения точности и чувствиции времени должен вырабатывать синх- 15 тельности полярографического метода ронно с частотой капания сигнал вида анализа, между электролитической

Ь, а синхронный- детектор настраи- ячейкой и входом избирательного ycg! /3 вают на выделение необходимой гармо- лителя включен умножитель, а между ники сигнала вида At {для обратимых выходом устройства сброса капли. и

1а реакций) . 20 вторым входом умножнтеля включен генеПредлагаемое устройство предусмат- ратор степенной функции времени. ривает также возможность регистрации . емкостной составляющей тока ячейки. Источники информации, Для этого генератор степенной функ- принятые во внимание при экспертизе ции времени должен вырабатывать сиг- 25 i. Авторское свидетельство СССР нал вида t ®(для обратимых реакций), Ф 684425, кл. G 01 N 27/48, !977 (проа синхронный детектор настраивают на тотип), 851252

Составитель И. Клешнина

Редактор М. Митровка Техред А.Савка Корректор К.Рошко

Заказ 63 2 61 Тиран 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Уигород, ул. Проектная, 4.