Электрохимическая ячейка для измерения скорости электродных реакций

 

Сеюз Сееетскмх

Сец еайстюефюе

Уааеубапк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК©ИУ С3 ТИЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свмд-ау (22) Заявлено 150679 (21) 2779628/18-25

{iq855477 р )м. к.з с присовдинеиием заявки ййG 01 N 27/30

Гввуйявфтвзваай квинтет

СССР ве ямам язабремяяя

В Фт3фмтяй (23) йриоритетОпублнковано 150881, бюллетень NR 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УДК54З.257 (088.8) (54) ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДНЫХ РЕАКЦИЙ

Изобретение относится к электрохимическим измерительным устройствам, а именно к устройствам электрохимических ячеек для проведения измерений, требукщих определения скорости процесса путем анализа раствора иа продукты электролиза.

Известны трехэлектродные ячейки с разделенными катодным и анодным . пространствами, которые позволяют оп- 10 ределить скорость электрохимнческого процесса на одном нэ электродов путем отбора проб находящегося с ним в контакте электролита для их последующего анализа f1j., 3$

Однако при этом для обеспечения точности измерения в общем случае необходим полный слив электролита, что неизбежно связано с прерыванием тока, которое весьма нежелательно, 20 поскольку связано с изменением условий поляризации, что может вызывать искажение результатов.

Наиболее близким теХническим решением является электрохимическая ячейка для измерения скорости электродных реакций, состоящая из снабженной элементами для ввода и вывода исследуемого раствора камеры с рабочим электродом, соединенной посредством 30 электролитическнх ключей с камерами, содержащими вспомогательный электроц и электрод сравнения (2).

Однако данное устройство имеет повышенный расход электролита из-за постоянного его протока через ячейку. Кроме того необходимо применение .высокочувствнтельных методов в связи со снижением концентрации продукта реакции в растворе в результате постоянного протока электролита через ячейку, а также проведение длительных измерений в случае заметного уменьшения скорости электродного процесса во времени, так как э последнем случае получение правильных результатов возможно лишь через определенное время, требуемое для удаления нз ячейки продуктов электролиза, протекавшего в начальных стадиях.

Цель изобретения - повышение точ ности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из снабженной элементами для ввода и вывода исследуемого раствора камеры с рабочим электродом, соединенной посредством электролитическнх ключей с камерами, содержащими вспомогательный электрод и электрод сравнения, каме855477 ра рабочего электрода заполнена, по крайней мере, до уровня верхней кромки электрода насадкой, выполненной из

-:лиофильного электроизоляционного материала, контактирующей с рабочим электродом и концами электролитических ключей, причем насадка выполнена в виде шариков (например стеклянных).

Ячейка состоит из,камеры 1 рабочего электрода и камеры 2 вспомогательного электрода, разделенных трехходовым краном 3, капилляра 4 элект- ролитического мостика электрода .сравнения, насадки 5, выполненной из смачиваемого электролита индифферентного неэлектропроводного материала, например в виде стеклянных шари ков, заполняющей всю нижнюю часть камеры рабочего электрода до уровня верхней кромки вертикально расположенного электрода б и контактирующей с кончиком капилляра электролитического мостика электрода 7 сравнения, вспомогательного электрода 8 шлифа 9 для установки электрода сравнения и рабочего сосуда 10 для пред" варительной очистки электролита от кислорода. Ячейка позволяет обеспе чить электролитический контакт в цепи всех трех электродов ячейки после слива электролита за счет действия капиллярных сил и свести к минимуму остаточный объем раствора.

Для более полного выделения из ячейки продуктов реакции предлагается однократная или многократная промывка свежими порциями электролита (с последующим анализом суммарной пробы) .

Для определения скорости электродного процесса по анализу раствора на содержание продукта реакции с применением предлагаемой ячейки следует собрать ячейку согласно чертежу и поместить в нее рабочий и вспомогательный электроды, электрод сравнения и насадку, залить раствор в ячейку до уровня выше верхней кромки рабочего электрода и задать электроду с помощью потенциостата требуемое значение потенциала, залить раствор в сосуд для предварительной очистки раствора от кислорода, продуть раствор в ячейке и в сосуде для предварительной очистки раствора инертным газом (азотом, аргоном).

Через некоторое (заданное) время слить раствор из ячейки, не выключая поляризации, и сохранить раствор для анализа на продукты реакции, промыть ячейку порцией раствора, сливая промывные воды, сохраняя их для анализа.

Залить в ячейку из сосуда для пред предварительной очистки раствора новую -порцию раствора, установить новое (или сохранить то же, в зависимости от задачи эксперимента) значе

15 ростк реакции.

Ошибка в определении скоростей реакции с применением предлагаемой ячейки зависит от характера изменения скорости реакции в ходе экспе2О римента, но в любом случае путем увеличения числа промывок после слива раствора (в реальных условиях до 0,1%.

Формула кзобретения

5Î

5S ние потенциала и цо истечении определенного (заданного) времени слить раствор, промыть ячейку (собрав слитый раствор и промывные воды), залить новую порцию раствора н установить заданное значение потенциала.

Продолжать опыт в описанном вышв порядке. В отдельных случаях осуществлять не однократную, а двух- или трехкратную промывку. По окончании эксперимента (получения растворов для ряда заданных потенциалов и продолжительностей электролиза) проаиализировать растворы и промывные воды на содержание продуктов реакции и по результатам анализа рассчитать скодо двух-трех) может быть снижена

Положительный эффект достигается за счет существенного снижения количества остающихся в ячейке после слива раствора (для анализа) продуктов электролиза.

Предложенная ячейка может применяться для определения истинной скорости растворения железа в широкой области потенциалов, причем точность измерения прн уменьшении скорости на четыре порядка величины при двухкратной промывке ячейки составляет 10%.

1. Электрохимическая ячейка для измерения скорости электродных реакций, состоящая из снабженной элементами для ввода и вывода исследуемого раствора камеры с рабочим электродом, соединенной посредством электролитических ключей с камерами, содержащими вспомогательный электрод и электрод сравнения, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повыаения точности, камера рабочего электрода заполнена по крайней мере, до уровня верхней кромки электрода насадкой, выполненной из лиофильного электроизоляционного материала, контактирующей с рабочим электродом и концаии электролитических ключей.

2. Ячейка по п.l о т л и ч а ющ а я с я тем, что насадка выполнена в виде стеклянных шариков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фрейман i1.H.; Naxapos B.A., и Брыкснн И.Е.Нотенцнометрические методы в коррозионных исследованиях

855477

Составитель С.Чюкевский

Редактор Н.Воловик Техред A. Савка Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6895/60 Тирах 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Paymcxaa иаб, д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óàãîðîä, ул йроектнан, 4 и электрохимической защите. химии

1972 с.94.

2. Чемоданов А.Н., Еолота экин И.А. и Дембровский М.А.Исследование проджессов растворении платины в кислык электролитах пр» раеличных поляризациях с применением радиохимического ,метода. Электрохимия, т.6, вып.4, . с.460 (прототип).