Полярограф

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

Ой йСАHÈЕ ввозы

ИЗОВРЕТЕЙИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 31.07.79 (21) 2803б29!18-25 (5) )Щ (,я

G О1 М 27/48 с присоединением заявки И (23) Приоритет еаудврстпенвый комитет

00 делан изобретений и вткрьпкй

Опубликовано 15. 12. 81 ° Бюллетень _#_ 46

Дата опубликования описания 17. 12 .81 (5Ç) УЛК543.253 (088. 8) (72) Автор изобретения

К. В. Сиразиев

Казанский ордена Трудового Красного Знаме авиационный институт им. Л. Н. Туполева (7I) Заявитель (54) ПОЛЯРОГРМ

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

Известны полярографы, работа которых основана на поляризации ртутно-ка- пельного электрода постоянным (медленно изменяющимся) напряжением и регистрации тока ячейки. Полярографы включа— ют последовательно соединенные источник постоянного (медленно изменяющего- 0

10 ся) поляризующего напряжения, ячейку, регистратор (11.

Однако данные устройства имеют невысокую точность анализа при низких концентрациях деполяризатора, обуслов- ленную наличием тока заряжения (емкостного тока).

Существуют различные устройства для уменьшения вредного влияния емкостно20

ro тока.

Наиболее близким к предлагаемому является полярограф, включающий помимо последовательно соединенных источника постоянного или медленно изменяющегocR ноляризующего напряжения, ячейки и регистратора — блоки, позволяюшие выделить фарадеевскую составляющую тока из общего тока ячейки $2).

Но так как в известном полярографе измерение тока проводится лишь в двух точках за время жизни капли и в момент Измерения не исключены случайные выбросы измеряемого сигнала, воспроизводимость измерений невысока.

Целью изобретения яьляется повышение чувствительности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в полярограф, включающий последовательно соединенные источник постоянного или медленно изменяющегося поляризующего напряжения, ячейку. а также синхронизатор, масштабный усилитель, вычитающее устройство и регистратор, дополнительно введены дифференцирующее устройство со сбросом в конце жизни каждой капли, умножитель H ге89022 нератор степенных функций, при этом выход ячейки подключен к входу дифференцирующего устройства и к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом генератора степенных функций, а выход через масштабный усилитель подключен ко второму входу вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом дифференцирующего устройства, а выход— с регистратором, выход синхронизатора соединен с синхронизирующими входами ячейки, дифференцирующего устройства и генератора степенных функций.

На фиг. 1 показаны сигналы фараде— евского 1 и емкостного l токов ртутно-калельного электрода (график а) и те же сигналы на выходе вычитающего устройства после 1 ежектирования .! .с и i (график б); на фиг. 2 — блоксхема предлагаемого устройства.

Известно, что изменение емкостного тока в течение жизни капли описывается степенной зависимостью (фиг.l а)

8! (1) ?S где  — неизвестный коэффициент; время.

Общий ток ячейки равен сумме фарадеевского и емкостного токов

1ч + "с (2) 30

Используя существенное разли%ие н форме. этих токов и известный закон изменения емкостного тока, можно провести его режекцию (подавление), с помощью соотношения

Ъ Е1ф+1 )+k4 -(y+1 )=(Э (1ф)48:! 1+ !

QT 3-1 - I/3Q I )

Г(1 1,Ц - 1 8 35 где Ф

oL и

S0

Э ) M" ) =Qt .+ - (3), Г(!+И- ") производная порядка о ; — любое число больше нуля; — любое действительное число; — коэффициент пропорциональности;

Г(1ти),Т(1+0-а ) - полные гамма Функции.

Из уравнения (3) видно, что производную порядка грт функции Bt можно

И о1. получить, умножая ее на t и на коГ(1 +М) эффициент Режекция емкоГ(1!-!!- «) стного тока заключается в выполнении следующих операций. Сигнал така ячейки дифференцируют в течение жизни каждой капли и одновременно умножают ток ячейки на сигнал, пропорциональный времени, прошедшему с момента отрыва предыдущей капли, в степени, равной порядку дифференцирования с отрицательным знаком, после чего усили! 4 вают и вычитают результат последней операции из результата операции дифференцирования. Учитывая сказанное и принимая во внимание уравнения (1), (2), (3), алгоритм режекции записывают следующим образом: (здесь О c Т), где Т вЂ” период капания;

К вЂ” масштабный коэффициент.

Из уравнения (4) следует, что выбирая К=Г(1- — tr(< 1 ) получим, независимо от с, подавление емкостного тока, следовательно, повышение чувствительности и точности анализа, так как второй член выражения (4), пропорциональный мешающему емкостному току, равен нулю (фиг. 16).

В частном случае обратных реакций (фиг. lа) Ф

1(б где А — неизвестный коэффициент, пропорциональный концентрации деполяризатора.

В результате преобразования (4 ) лов лезный сигнал выделяется в вней

° ° гу- ф)

R(+$W) Г(1+.1.)

Например, при о .= 1 имеется (фиг.16 ) полезный сигнал в виде nr 0,83 . At+ .

Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг. 2 ) содержит источник 1 постоянного !медленно изменяющегося) поляризующего напряжения, ячейку 2 с ртутно-капельным электродом, диф<оеренцирующее устройство 3 с периодическим сбросом в конце жизни каждой капли, умножитель 4, масштабный усилитель 5, вычитающее устройство 6, регистратор 7, синхронизатор 8 и генератор 9 степенных функций,.

Источник 1 подает на рабочий электрод ячейки 2 поляризующее напряжение.

Ток ячейки 2 дифференцируется дифференцирующим устройством 3 и подается на первый вход вычитающего устройства 6. Одновременно ток ячейки 2 подается на. вход умножителя 4, где умножается на степенную функцию времени, представляющую собой сигнал, пропорциональный времени, прошедшему с момента отрыва предыдущей капли, в степени, равной порядку дифференцирования с отрицательным знаком, который подается на второй вход умножителя выха— да генератора 9. Сигнал с выхода умнажителя 4 через усилитель 5 с коэффициентом усиления, выбранным согласно выражению (4), поступает на второй вход вычитающего устройства 6, с выхода которого разностный сигнал подается на регистратор 7. Синхронизатор 8 соединен с синхронизирующими входами ячейки 2, дифференцирующего устройства 3 и генератора 9 степенных функций и осуществляет синхронизацию их работы с частотой капания ртути в ячейке.

Изобретение позволяет также выделять и регистрировать емкостную составляющую тока при наличии диффузионной. Для этого достаточно лишь изменить коэффициент усиления масштабного усилителя, который легко находится из выражения (4 /для условия реакции фарадеевского тока.

Полярограф имеет чувствительность по кадмию 10 моль/л ° Точность измерений +2 отн.X.

Формула изобг зтения

Полярограф, включающий последовательно соединенные источник постоян890221 б ного или медленно изменяющегося поляризующегася напряжения, ячейку, а также синхронизатор, масштабный усилитель, вычитающее устройство и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа, в него введены дифференцирующее устройство со сбросом в конце жизни каждой капли, О умножитель и генератор степенных функций, при этом выход ячейки подключен к входу дифференцирующега устройства и к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом

2S Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брук Б.С. Полярографические методы. N., "Энергия", 1972, с. 4, 35.

2. Авторское свидетельства СССР ао по заявке Р 2891254, кл. G Ol N 27/48, 1979 (прототип).

890221

22 2

Заказ 10959/70 Тираж 910 . 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

Составитель И. Клешнина

Редактор С. Тимохина Техред З.Фанта, Ко екто С, Шекмар