Способ полярографического анализа и устройство для его осуществления
ОЛ ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к авт. синд-ву и 684425 (22) Заявлено 18. 12 78 (21) 2698380/18-25 с присоединеииеаа заявки М (23) Приоритет ..
Опубликовано 15. 04.82,Бюллетень М 14
Союз Советских Социалистических Республик (5! )М. Кл. G 01 N 27/48 ТееударетеаееыХ кеиктет СССР ее делам кзебретенкХ и еткрыткХ {53) УДК 663.21:, ° 543 ° 253 (088.8) Дата опубликования описания 15.04.82 (72) Авторы изобретения И. P. Вяселев и К. В. Сиразиев А (",;: 13.,„„.„.„,,„, Казанский ордена Трудового Красного намейй""*" - "-" авиационный институт им. A.Н. Туполева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к электрохимическому приборостроению и используется преимущественно в электрохимических методах анализа. По основному авт.св. Х 684425 . известен способ полярографического анализа и устройство рля его осу-. ществления, используемое преимущественно. в электрохимических методах анализа. Этот способ заключается в том, что при наложении на ячейку с ртутно-капельным электродом постоянного (медленно меняющегося) поляризующего напряжения из общего тока ячейки путем избирательной: фильтрации выделяют переменную составляющую с частотой, равной или кратной частоте изменения площади. ртутного электрода и затем проводят фазовое отделение фарадеевской части тока от емкостной с ее последующей регистрацией. Устройство для осуществления,этого способа состоит из источника llo" 2 стоянного. (медленно меняющегося) поляризующего напряжения, потенциостата, электрохимической ячейки с ртутно-капельным электродом, избирательного усилителя, синхронного детектора, регистратора, генератора частоты капания, устройства сброса капли, умножителя частоты, регулируемого фазовращателя. Для фазового отделения фарадеевской составляющей тока от емкостной фазы опор" ного сигнала, поступающего с регулируемого фазовращателя на синхронный. детектор, она должна быть выбрана равной 90 по отношению к ем3S костной составляющей тока (1). Недостатком такого способа и соответствующему ему устройства является слабая степень разделения фара20 деевской и емкостной составляющих тока ячейки, ограничивающаяся не оптимальным значением разности фаз между ними, при котором на выходе синхронного детектора вместе с су-. 00 4 1 .3 9205 щественным подавлением емкостной .составляющей происходит значительное ослабление фарадеевского тока (оптимальным значением разности фаз является +900, при котором не происходит ослабление выделяемой составляющей), что снижает точность и чувствительность анализа. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности полярогра- 1р фического метода анализа. Цель достигается тем, что в способе полярографического анализа перед выделением переменной составляющей тока производят его предварительное стробирование, t.е. измерение тока ячейки проводят спустя определенное время t q,после начала образования каждой капли. В устройство для реализации предлагаемого способа дополнительно введены временной селектор и формирователь строб-импульсов. На фиг. 1 показаны графики фарадеевского хq и емкостного lg токов 25 ячейки при периодическом изменении площади капли; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ полярографического анализа. 30 5, регистратор б, генератор частоты капания 7, устройство сброса капли 8, умножитель частоты 9, регулируемый фазовращатель 10, временной селектор ll, формирователь стробимпульсов 12. Источник 1 через.потенциостат 2 подает на рабочий электрод ячейки 3 медленно меняющееся по линейному (ступенчатому) закону или постоян-. ное поляризующее напряжение. Потенциостат 2 поддерживает на ячейке. 3 t напряжение, в точности равное напряжению источника 1. Сигнал, пропорциональный общему току ячейки 3, поступает через временной селектор ll на вход избирательного усилителя 4, настроенного на частоту, равную или кратную частоте капания.Временной селектор 11 осуществляет стробирование тока ячейки, т.е. îí пропускает сигнал на вход избирательного усилителя 4 через определенное время после начала формирования поверхности капли . С выхода усилителя 4 усиленная гармоническая составляющая тока ячейки поступает на сигнальный вход синхронного детектора 5, который осуществляет фазовое отделение фарадеевской составляющей. Периодическое прерывание сигнала в начальные моменты формирования поверхности электрода повышает точность и чувствительность анализа, так как это позволяет, изменяя tg, регулировать величину разности фаз между фарадеевской и емкостной составляющими тока ячейки и устанавливать ее оптимальное значение, кроме того, повышает отношение фарадеевской составляющей тока к емкостной до их фазового разделения. Можно показать, например, что при использовании ртутно-капельно1о электрода для обратимых электрохимических реакций onтимальное значение времени прерывания составляет О,ll периода капания. При этом на выходе синхронного детектора обеспечивается наибольшее отношение фарадеевского тока к емкостному. Устройство для осуществления способа содержит источник постоянного (медленно меняющегося) поляризующе го напряжения 1, потенциостат 2, Ы электролитическую ячейку с ртутнокапельным электродом 3, изЬирательный усилитель 4, синхронный детектор Постоянное напряжение с его выхода, пропорциональное амплитуде гармонической составляющей фарадеевского тока, поступает на регистратор 6, в качестве которого может использоваться самописец. Генератор переменного напряжения 7 задает частоту капания. ртути в ячейке 3 через устройство сброса капли 8. Одновременно сигнал с выхода генератора 7 подается на умножитель частоты 9 для формирования опорного напряжения нужной частоты и фазы, которре с выхода умножителя частоты 9 через регулируемый фазовращатель 10 подается на второй вход синхронного детектора 5 и одновременно подается на формирователь строб-импульсов 12.Последние с выхода формирователя 12 подаются на временной селектор 11 и открывают его спустя определенное время-t после начала падения каждой капли. Коэффициент умножения частоты 9 может быть 2,3 и т.д., в зависимости от номера высшей гармоники, подлежащей выделению и регистрации. При работе на основной частоте Е умножение не требуется, умножитель 9 отключается и сигнал с генератора " 92 7 поступает непосредственно на фазовращатель 10 и формирователь строб-импульсов 12. Для выделения фарадеевской составляющей тока ячейки разность фаз между емкостной составляющей и опорным напряжением должна быть установлена равной 90 Предлагаемый способ и устройство для его осуществления предусматривают также воэможность оптимального выделения и регистрации емкостной составляющей тока ячейкй, пропорциональной в данном случае интегральной емкости двойного слоя (в отли чие от переменно-токовых способов I полярографии,в которых емкостной ток пропорционален дифференциальной емкости двойного слон). Для этого фаза опорного напряжения должна быть с помощью регулируемого фаэовращателя установлена равной 90 по отношению к фарадеевскому току.При этом появФ ляется возможность непосредственно наблюдать зависимость интегральной емкости от поляризующего напряжения при протекании электрохимической реакции. Предлагаемый способ полярографического анализа и устройство для ceo осуществления могут быть легко реализованы в виде самостоятельного прибора или в виде приставки к лю0 00 6 бой модели, широко применяющихся в заводских и научных лабораториях постоянно-токовых полярографов.Повышение точности и чувствительности 5 анализа при использовании изобретения дает значительный экономический эффект. 1О Формула изобретения 1. Способ полярографического анализа по авт.св. 11 684425, о т л ич а ю шийся тем, что, с .целью 1 повышения точности и чувствительности анализа,до выделения переменной составляющей тока производят предварительное стробирование тока ячейки. 2. Устройство для осуществлеиия 2о способа по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что между электролити- . ческой ячейкой и входом избирательного усилителя включен временной селектор, а между выходом умножителя 25 частоты и вторым входом временного селектора - устройство формирования ,строб-импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 684425, кл. G 01 N 27/48 .
