Способ полярографического анализа и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Сотаиапистичесних

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (isi991 278 (61) Дополнительное к авт. свид-ву И 920500 (22)Заявлено 02,10.79 (2!) 2824295/18"25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Р ) . <д.

6 01 и 27/48

Гасударственные кевнтет

СССР

Опубликовано 23. 01, 83. Бюллетень № 3 (53) Д3(S43.2S3 (088.8) ав делан лзобретеннй н атерытий

Дата опубликования описания 23.01.83 (72) Автор изобретения

В. Сиразиев

Казанский ордена Трудового Кр авиационный институт им. А.Н. (7!) Заявитель гфад, (54) СПОСОБ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа и может быть использовано в полярографическом приборостроении, По основному авт. св. М 920500 .известен способ полярографического анализа, заключающийся в том, что при наложении на ячейку с ртутно-капельным электродом постоянного (медленно изменяющегося) поляризующего

1О напряжения из общего тока ячейки, после предварительного стробирования путем избирательной фильтрации выделяют переменную составляющую с частотой, равной или кратной частоте изменения площади ртутного электрода, а затем проводят фазовое отделение фарадеевской части тока от емкост,ной с ее последующей регистрацией 1).

Устройство дпя реализации указан-.

20 ногб способа состоит из источника . поляризующего напряжения, потенциостата, злектролитической ячейки с

2 ртутно-капельным электродом, избирательного усилителя, синхронного детектора, регистратора частоты капания, устройства сброса капли, умножителя частоты, регулируемого фазовращателя, временного селектора и устройства формирования строб-импульсов, при этом последовательно соединенные избирательный усилитель и синх ронный детектор включены между выходом ячейки и входом регистратора, а последовательно соединенные умножитель и фазовращатель включены между выходом генератора и вторым входом синхронного детектора, между впектролитической ячейкой и входом избирательного усилителя включен временной селектор, а между выходом умножителя частоты и вторым входом временного селектора - устройство формирования строб-импульсов, Для оптимального фазового выделения фарадеевской составляющей тока

991278 4 от емкостной фаза опорного сигнала, поступающего с регулируемого фазовращателя на синхронный детектор „должна быть выбрана равной 90 по отношению к емкостной составляющей и совпадать с фазой фарадеевского тока, Для этого выбирают оптимальное время стробирования тока ячейки (lj.

Недостатком такого способа и соответствующего ему устройства является трудность разделения синхронным детектором фарадеевской и емкостной составляющих тока ячейки при низких концентрациях деполяризатора, так как в этом случае емкостной ток существенно превосходит фарадеевский и малейшая нестабильность фазы емкостного сигнала приведет к большой ошибке измерения. Этот недостаток сни жает точность и чувствительность анализа.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности анализа, Эта цель достигается тем, что согласно способу полярографического анализа до выделения переменной составляющей проводят вычитание"емкостного тока из общего тока ячейки.

При этом в устройство для полярографического анализа дополнительно введены два усилителя, два!!вычитающих устройства, устройство формирования степенных функций, временной селектор, генератор пилообразного напряжения и усредняющее устройство, при этом к выходу синхронного детектора подключены последо вательно соединенные первый усилитель, первое вычитающее устройство, второй усилитель, устройство формирования степенных функций и временной селектор, выход которого подключен, к второму входу второго вычитающего устройства, включенного между временным селектором известной схемы и избирательным усилителем, а второй вход - к устройству формиро" вания строб-импульсов, причем между вторым входом первого вычитающего устройства и ячейкой включено усредняющее устройство, а между вторым входом устройства формирования сте" пенных функций и устройством сброса капли включен генератор пилообразно, го напряжения, На фиг. 1 показаны сигналы фарадеевского le и емкостнрго ip токов ртутно-капельного электрода (график a) сигналы на выходе устройства формирования степенных функций (график б) и сигналы на выходе второго вычитающего устройства (график a); на фиг. 2 - блок-схема уст" ройства;

Вычитание емкостного тока из общего тока ячейки, представляющего

10 сумму фарадеевского i и емкостного (токов Фиг. 16) приводит к увеличению чувствительности и точности анализа, так как в этом случае значительно увеличивается отношение фара15 деевского тока к емкостному, что обеспечивает лучшие условия фазового разделения составляющих тока ячейки. устройство содержит источник 1 по»> стоянного (медленно изменяющегося) поляризующегocR напряжения, потенциостат 2, электролитическую ячейку 3 с ртутно-капельным электродом, избирательный усилитель,4, синхронд ный детектор 5, регистратор 6, генератор 7 частоты капания, устройство

8 сброса капли, умножитель 9 частоты, регулируемый фазовращатель 10> временный селектор 11, формирс aà пь

12 строб-импульсов, усредняющ= е устройство 13, вычитаюшее устройство 14, временный селектор 15„устройство

16 форми рова ния степе нных фун кци й, усилитель 17, вычитающее устройстьо

18 усилитель 19 и генератор 20 пилообразного напряжения.

Источник 1 через потенциостат 2 подает на рабочий электрод ячейки медленно изменяющееся по линейному (ступенчатому)закону или постоянное поляризующее напряжение, Пот ..нциостат 2 поддерживает на ячейке 3 напряжение, в точности равное напря" жению источника 1. Сигнал, пропорциональный общему току ячейки 3> через временный селектор 11 поступает на первый вход вычитающего устройства 14, Временный селектор 11 осуществляет стробирование тока ячей50, ки, т,е, он пропускает сигнал через определенное время t после начала формирования поверхности капли (фиг. 1а!

Сигнал с выхода вычитающего устройства 14 поступает на вход избирательного усилителя 4, а cего выхода усиленная гармоническая состав" ляющая тока ячейки поступает на сигнальный вход синхронного детектора

5 . 9912.78 б

5, который осуществляет фазовое от- вход избирательного усилителя 4 подаделение фарадеевской составляющей, ется сигнал с существенным подавлени Постоянное Напряжение с выхода детек- ем емкостного тока, Генератор 7 затора 5, пропорциональное амплитуде дает частоту канания ртути в ячейке гармонической составляющей фарадеев- .5 .3 и запускает генератор 20 пилообского тока, поступает на регистра- разного напряжения. через устройство тор 6, в качестве которого может . 8 сброса капли, быть самописец, и на вход усилителя Одновременно сигнал с .выхода ге19. Цепь, состоящая из последова- нератора 7 подается на умножитель тельно соединенных усилителя tg, вы- з Q частоты для формирования, опорночитающего устройства 18, усилителя го напряжения нужной частоты и фазы, 17, устройства 16 формирования сте- которое с выхода умножителя 9 частопенных функций и временного .селекто- ты через регулируемый фазовращатель ра 15, а также генератора 20 йило- 10 подается на второй вход синхронобразного напряжения и усредняюще- 15 ного детектора 5 и одновременно пода" го устройства 13, служит для фарии- ется на формирователь 12 строб-им" рования сигнала емкостного тока, ко- пульсов, Строб-импульсы с выхода форторый вычитается в устройстве 1ч из мирователя 1 подаются на временные общего тока ячейки,3. селекторы tt, 15 и открывают их спуСигнал с выхода УсилителЯ 19 по- >в стЯ опРеделенное вРемЯ йо после наступает на первый вход вычитающего чала каждой капли. Коэффициент умустройства 18, на другой вход которо- ножения умножителя 9 частоты может го поступает сигнал с выхода усред- быть 2, 3 и т.д ., a зависимости от

4 няющего устройства 13, Сигнал с вы- номера высшей гармоники, .подлежащей хода вычитающего устройства 18 посту-25; - При работе пает через усилитель 17 на первый на основной частоте умножение .не тревход устройства 16 формирования сте- буется, умножитель 9 отключается и пенных функций, На выходе усилителя - сигнал с генератора 7 поступает не 17 имеем: посредственно на фазовращатель 10 и

Т N+ 4 щ - 7 . 30 формирователь 12, Для выделения фа39 П a+1 39 11 радеевской составляющей тока ячей+ в-, к„„() ки разность фаз между емкостной сос1 тавляющей и опорным напряжением должгде At - фарадеевский ток (rq для > на быть установлена равной 90 . обратимых реакций);

В„- — емко т - ПРед агаем и способ и УстРойство — емкостной ток, А  — коэфф для еro .осуществления позволяют так— коэффициенты пропорциональност же регистрировать емкостную составляно сти

Т - период капания, ющую тока ячейки при наличии фараК 1(" фф

4д деенской для этого "достаточно изме коэффициенты усиления уси477 лителеи 17 и 1."Г. нить коэффициент усиления усилителей

Из этого раж з этого выражения ехидно что пр

17 и 19, изменить показатель степе- YA+3 р ни устройства 16 формирования стеИ K<>= > пенных функций и выбрать фазу опор"

Nt1 4ч 19 45 ного напряжения, равной 90 по отнополучим на выходе усилителя 17 U=B, шению к фарадеевскому току.

На второй вход устройства форми" рования степенных функций l6 посту- Предлагаемый способ полярографипает сигнал,- пропорциональный вре- ческого анализа и устройство для его мени, прошедшему с момента отрыва осуществления в совокупности с оенов50 предыдущей капли, с выхода генерато- ным изобретением могут быть легко ра 20 пилообразного напряжения. Вы-, реализованы в виде самостоятельного ходной сигнал с устройства .16 форми- прибора или в виде приставки к любой рования степенных функций. вида Bt модели широко применяющихся посточерез временный селектор l5, кото- яннотоковых полярографов. рыи пропускает сигнал в интервале

5$

Повышение точности и чувствительI (t - .Т,", подается на второй вход вы- ности анализа при использовании данчитающего устройства 14, где вычи- ного изобретения должно дать знатается из общего тока-ячейки и на чительный экономический эффект, 7 формула изобретейия

991278

1, Способ полярографического анализа по авт. св. Ю 920500, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности анализа, до выделения переменной составляющей проводят вычитание- емкостного тока из общего тока ячейки.

2. Устройство для полярографического анализа, о т л и ч а ю щ ее с я теы, что в него дополнительно введены два усилителя, два вычитающих устройства, устройство формиро.вания степенных функций, временной селектор, генератор пилообразного напряжения и усредняющее устройство, при атом к выходу синхронного детектора подключены последовательно соединенные первый усилитель, первое вы- 20

8 читающее устройство, второй усилитель, устройство формирования степенных функций и временной .селектор, выход которого подключен к второму входу второго вычитающего устройства, включенного между временным селектором известной схемы и избирательным усилителем, г второй вход - к устройству формирования строб-импульсов, причем между вторым входом первого вычитающего устройства и ячейкой включено усредняющее устройство, а между вторым входом устройства формирования степенных функций и устройством сброса капли включен генератор пило— образного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 920500, кл. G 01 N 27/48, 1978.

991278 фиаl

Составитель И,Клевнина

Техред Т.Иаточка

Редактор И.йиколайчук

Корректор Г.Огар

° Ю

Тираж 873 Подлисное

8НИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

313035, москва, N-35, Рауаская наб„д. 4/5

Заказ: 327760 филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектнал, 4