Способ электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке

 

Союз Сееетскив

Социалистических

Респуублик

ОП ИС НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвто скомм свидютюльстщ (ii> 979980 (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву

{22) За я влено 27.10.80 (21) 2998040/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01 N 27/50 .

РВЯРфетИИИЬФЙ KNIIITOT

СССР ае аврам «эебретевив в отсрытвй

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 07.12.82 (ÁÇ) УДК 543.257 (088.8) «, М. Л. Гольдштейн, С. Л. Гольдштейн, С. П. Распоп, В;э1; Сергесв и В. А. Федоров

{72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С, M. Кирова (71) Заявнтель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ

ЯЧЕЙКЕ

Изобретение относится к измерению электрохимических величин и может найти применение в электрохимических лабораториях исследовательских и проектных организациях.

Известны способы электрохимического анализа с минимизацией омических потерь в электролите трехэлектродной электрохимнческой ячейки на участке рабочий электрод — электрод сравнения путем компенсации с использованием канала положительной обратной связи, а также способ борьбы с омической поляризацией, состоящий в увеличении радиуса электрода сравнения Щ.

Недостатками способа являются низкая чувствительность, связанная с малой допусти-. мой степенью экранированная рабочего элект1юда.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке, заключающийся в пропускании тока через рабочий н вспомогательный электроды и измерении потенциала между рабогим

-электродом и электродом сравиения (2).

Известный способ обладает тем недостатком, что эффективен лишь в условиях аксиальной симметрии, крайне редко применяемой при практической реализации. Поэтому ,для обеспечения электрохнмических измерений и регулирования потенциала рабочего электрода, осуществляемых с помощью современных приборов локального контроля и управления, например, типа потенциостата, этот способ мало эффективен. Это связано с тем, что для ра" îòû замкнутой системы потенциостат — электрохимический объект омическое падение напряжения должно быть достаточно малым. Большое значение этого падения напряжения приводит к значительной потере управляющего сигнала, погрешности результатов измерений или даже к полной то блокировке потенциостата.

Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения омических потерь.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе электрохил1ичсскогo ана979980 ф в область с минимальной концентрацией сило вых линий. После этого измеряют омическое падение напряжения на участке рабочий электрод — электрод сравнения U д. Повторяя операцию многократно для различных углов а и Р (фиг. 1) строят график отклика системы (фиг. 2) в координатах а, P, U

По минимуму омического падения напряжений определяют наилучшее соотношение раз10 меров и расположение электродов для выбранной конкретной системы.

Способ может быть проиллюстрирован искажением начальной аксиальной симметрии поля электродов для системы КС1 — NaCI — UCl3

15 работающей при температуре 700 С.

В таблице представлены результаты сопоставления чувствительности высокотемпературной электрохимической системы (стальной катод, растворимый урановый анод) при 700 С в за20 вислмости от величин а и р.

Чувствительность, Ток потенциостатического электролиза (мА) при Ч 0,1 В для времен, с

Варианты размещения электродов

Данные переменпо оковых измерений, мВ

0,42

200 160 120 100

450 400 380 350

0,94

Вариант 1 — а -.>(О + 20 С), вариант 2— а (180 + 20 ). Угол Р в обоих вариантах . 60 . Чувствительность электрохимической

35 системы оценена по отношению начального (измеренного через 10 c) тока потенциостатического электролиза к предельному диффузионному (0,48 А), Перед потенциостатированием проводили оценку велиIHHhl DQ на перемен40 ном токе (амплитуде — 0,1 А) частота—

20 кгц).

Из таблицы видно, что во втором варианте омические потери на участке P3 — ЭС меньше, вследствие чего повысилась чувствительность системы к изменению потенциала (боль45 шие значения Kl), т.е., достигнута поставленная цель.

Таким образом, искажение аксиальной симметрии электрического поля между рабочим и вспомогательным электродами и расположение электрода сравнения в зоне с минимальной плотностью силовых линий обеспечивает сни3 лиза в трехэлектродной ячейке, заключающемся в пропускании тока через рабочий и вспомогательный электроды и измерении потенциала между рабочим электродом и электродом сравнения искажают аксиалыгую симметрию электрического ноля между рабочим и вспомогательным электродами и располагают электрод сравнения в зоне с минимальной плотностью силовых линий, На фиг. 1 изображена картина исходного электрического поля; на фиг, 2 — график отклика системы в координатах.

Для реализации способа расчетно-графическим или опытным путем выявляют картину исходного электрического поля (фиг. 1).

Затем за счет уменьшения, например, угловой длины р аксиального вспомогательного электрола (g Э. ) искажают симметрию электрического поля (фиг. 1б). После этого помещают электрод сравнения (ЭС) (фиг. 1б) жение омических потерь и тем самым повышение точности электрохимической системы при измерении потенциала.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения и. упростить проведение электрохимического анализа за счет уменьщения используемых средств измерения, например, элект1юнной аппаратуры I R-компенсации.

Формула изобретения

Способ электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке, заключающийся в пропускании тока через рабочий и вспомогательный электроды и измерении потенциала. между рабочим электродом и электродом сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения омических потерь, искажают симметрию электрического поля. между рабочим и вспомогательным электродами и располагают электрод сравнения в зоне с минимальной плотностью силовых линий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Рг тег M„Gubgen Т. Н. Berger "Uber

die Elimination der Viderstand Uberspanmung

und Oracn fur Migen Elektpoden mittel der

Metoden der Ubstands Wariation", Z. Elektrochem., 60, 1956, s, 594.

2. B. Kabanov, "Die Uberspannung des

lVasserstoffs by Grossen Stromdichten", Acta .

physicochim., URSS, 5, 1936, р, 193.

979980

Составитель В. Казакевич

Тех ред А.Ач Корректор Л. Бокшан — оРедактор А. Шандор

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

Заказ 9349/33 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открьггий

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