Способ исследования границы электрода с электролитом

 

Союз. Севатскин

Социапистичвскин

Ресттублик (i i i 873() 37 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 29. 12. 79 (21) 2861696/18-25 (5I)M. Кл. с присоединением заявки,% О1 и 13/00

9вуднрстмнный каинтвт

CCCI ао дави нзобрвтвннй н открытнй (23) Приоритет (53) ÂK 536.6 (088.8) Опубликовано 15.10.81, Бюллетень Рй 38

Дата опубликования описания 18,10.81 ( (72) Автор . изобретения

А. Я. Гохштейн (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРАНИЦЫ ЭЛЕКТРОДА

С ЭЛЕКТРОЛИТОМ

Изобретение относится к физической химии и может быть использовано при изучении поверхностных явлений.

Известен способ исследования границы электрода с электролитом заключающийся в регистрации электрического сигнала в цепи электрода при изменении состояния поверхности разрядами.1.1.

Наиболее. близким по технической сущности к предлагаемому является способ границы электрода с жидким тО электролитом, включающий изменение температуры границы раздела и регистрацию электрического сигнала в цепи электрода 1.21.

Однако указанные способы не обесl5 печивают измерений в процессе изменения .агрегатного состояния, Цель изобретения — установление связи между параметрами межфазного

20 слоя и агрегатным состоянием электролита, Поставленная цель достигается .тем, что в способе исследования границы

2 электрода с электролитом, включающем изменение температуры границы раздела и регистрацию электрического сигнала в цепи электрода, задают потенциал электрода постоянным в диапазоне частот ниже некоторой, произвольно выбран-. ной предельной частоты, затем примыкающую к электролиту область электрода непрерывно охлаждают так, чтобы в каждый момент времени температура на границе электрода с электролитом была ниже, чем температура в объеме электролита, затем в диапазоне частот выше выбранной частоты регистрируют изменение потенциала электрода при отверждении электролита на поверхности электрода и для разных значений потенциала электрода определяют температуру начала отверждения электролита. Кроме того, в качестве электрода используют стержень переменного сечения с двумя торцами разного сечения. Прй этом охлаждение проводят путем отвода тепла от торца большей

"873037 4

Формула изобретения

3 площади, а температуру начала отверждения определяют путем измерения интервала времени между началом отвода тепла и началом отверждения электролита.

На чертеже показано взаимное расположение электрода и электролита при исследованиях предлагаемым способом.

Электрод выполняют в форме круглого стержня 1, конец которого имеет форму усеченного конуса 2, Другой конец стержня приводят в контакт с цилиндром 3. Электрод и укрепленный на цилиндре контакт 4 соединяют с источником 5 тока. Если электрод представляет собой металл, то цилиндр 3 изготавливают из полупроводника, Стержень ориентируют вертикально над поверхностью жидкого электролита 6 и смыкают его с электролитом так,чтобы торец усеченного конуса был смочен и находился над мениском.

Замыкают цепь источника 5 тока и пропускают ток через границу электрода 1 с цилиндром 3. Направление тока выбирают таким, чтобы тепло на этой границе поглощалось. Измеряют интервал времени между моментом за мыкакия цепи источника тока и началом скачка потенциала. Скачок является

30 признаком отверждения слоя электролита у поверхности элетрода, По измеряемому интервалу времени судят о температуре электролита на поверхности раздела фаз; чем дольше охлаж, дение, тем при прочих равных условиях ниже температура замерзания.

Измерения повторяют при различных потенциалах электрода перед скачком.

Электрод сравнения, относительно которого измеряют потенциал исследуемого электрода, поддерживают при постоянной температуре.

В предлагаемом способе предусмотрены такие условия охлаждения электрода, при которых процесс отверждения электролита начинается с поверхности электрода. Поскольку замерзанию электролита предшествует образование зародышей новой фазы на поверхности электрода, то потенциал электрода, определяющий состояние границы раздела электрод — электролит, влияет на температуру начала отверждения.

Изменение этой температуры с потенциалом электрода осуществимо вследствие переохлаждения, электролита

Сужение на конце стержня, малая площадь контакта электрода с электроли том и мениск в месте их контакта способствуют выравниванию температуры вдоль поверхности раздела фаз, благодаря чему отверждение электролита начинается одновременно в разных точках поверхности раздела, Например, в случае границы между N„ и водным раствором 0,1 N КОН целесообразен диаметр смоченного участка электрода

1 мм. В качестве материала цилиндра может быть применен кремний, легированный фосфором. Исходную температуру исследуемого электролита целесообразно установить близкой к температуре о плавления, например +1 С при исследовании систем с разбавленными водными растворами. Это говышает точность измерения температуры замерзания или эквивалентного ей времени охлаждения. Предельную частоту задания потенциала регулируют, устанавливая фильтры в цепь обратной связи потенциостата, который, используют для поддержания потенциала электрода на необходимом уровне перед отверждением электролита.

Применение предлагаемого способа исследования границы электрода с электролитом дает новый независимый источник сведений о поверхностных явлениях в электрохимических системамах.

1, Способ исследования границы электрода с электролитом, включающий изменение температуры границы раздела и регистрацию электрического сигнала в цепи электрода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью установления связи между параметрами межфазного слоя и агрегатным состоянием электролита, задают потенциал электрода постоянным в диапазоне частот ниже некоторой, произвольно выбранной предельной частоты, затем примыкающую к электролиту область электрода непрерывно охлаждают так, чтобы в каждый момент времени температура на границе электрода с электролитом была ниже, чем температура в объеме электролита, затем в диапазоне частот выше. выбранной частоты. регистрируют измен нение потенциала электрода при отверждении электролита на поверхности электрода и для разных значений потен5 873037 6 циала электрода определяют температу- ния иктервала времени между началом ру начала отверждения электролита. отвода тепла и качалом отверждения

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю» электролита. шийся тем, что в качестве элект-, Источкики информации, рода используют стержень переменного принятые во внимакие при экспертизе сечения с двумя торцами разного се- 1, Делахей П. Двойной слой и кнчения. нетика электродных процессов. М., "Мир", 3. Способ по п.l, о т л и ч а ю- 1967, с. 84-89. шийся тем, что охлаждение прово- 2. Коршунов Л, И. и др. Фотоэлектдят путем отвода тепла от торца боль- о рический эффект на поверхности разшей площади, а температуру начала . дела металл-электролит, "Электрохимия", отверждения определяют путем измере- 1968s т. 4, В 5, с. 499-503, Составитель Н, Меньшенина

Редактор И, Касарда Техред М.Голикка Корректор А. Ференц

Заказ 9018/65 Тираж 9)0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4