Вольтамперограф

(19) (11) 7 А 1 б 01 М 27/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1122961, кл. 6 01 й 27/48, 1983,Р.М,-Ф, Салихджанова, Гинзбург Г,И,Полярографы и их эксплуатация в практическом анализе и исследованиях. М.: Химия1988, с. 26, 49, 111,Бонд А,М. Полярографические методы ваналитической химии, М.; Химия, 1983, с. 47,рис. 2,15,(57) Изобретение относится к электрохимическому приборостроению, использование которого в измерительнои аппаратуре в аналитической химии позволяет повысить точность измерении за счет улучшения разрешения вольтамперограмм по потенциалам, Вольтамперограф содержит источник 1 поляризующего напряжения, датчик 2 с вспомогательным электродом 7,1, электродом 7.2 сравнения и рабочим электродом 7,3, преобразователь 3 ток-напряжение и регистрирующее напряжение 6. благодаря введению задатчика 5 напряжения, повторителя 4 напряжения и дополнительного электрода 7,4, установленного вокруг рабочего электрода 7,3 датчика 2 и препятствующего восстановлению ионов исследуемого компонента раствора(электролита) на рабочем электроде 7 3, пик тока исследуемого компонента становится более симметричным 2 ил,Изобретение относится к злектрохимическому приборостроению и может быть использовано в измерительной аппаратуре ваналитической химии,Цель изобретения - повышение точности измерений эа счет улучшения разрешения вольтамперограмм по потенциалам,На фиг. 1 дана блок-схема вольтамперографа; на фиг. 2 - возможные вариантывыполнения рабочего и дополнительногоэлектродов датчика,Вольтамперограф содержит источник1 поляризующего напряжения, датч к 2,преобразоватегь 3 ток-напряжение, повторитель 4 напряжения, задатчик 5 напряжения и регистрирующее устройство 6, На фиг,1 обозначены вспомогательный электрод 7.1,электрод 7,2 сравнения, рабочий электрод7,3, дополнительный электрод 7.4 датчика2. представляющего эгектролитическуюячейку,Преобразователь 3 ток-напряжениевыполнен на операционном усилителе 8 смагазином 9 резисторов.Повторитель 4 напряжения реализуетсяна операционном усилителе 10.Задатчик 5 напряжения может быть выполнен в виде переменного резистора, подключенного к источнику постоянного напряжения,Вольтамперограф работает следующимобразом.К вспомогательному электроду 7,1 датчика 2 относительно рабо.его электрола 7,3приложено поляризующее (как правило линейно изменяющееся) напряжение с источника 1, Ток, протекающий при этом черездатчик 2, имеет характерные максимумы(пики), расположение которых на оси потенциалов соответствует определенчымкомпонентам раствора, а высоты - концентрациям этих компонентов, Электрод 7.2сравнения служит для компенсации объемного сопротивления исследуемого раствора, На выходе преобразователя 3 появляетсянапряжение, пропорциональное току рабочего электрода 7.3, которое регистрируетсяустройством б. Задатчик 5 на выходе повторителя 4 устанавливает напряжение, равное нулю, При этом потенциалы рабочего идополнительного электродов 7.3 и 7,4 равнынулю.В основе работы вольгамперографа лежит следующий механизм возникновенияпиков,Напряжение, изменяясь, достигает величины, при которой начинается восстановление йонов данного вила. Возникаетнарастающий ток восстановления, восстанавливаются ионы, расположенные в непосредственной близости от поверхности 10 15 20 25 30 35 40 45 5 10 рабочего электрода и их концентрация в этой области падает до нуля, Образуется градиент концентрации и начинается диффузия ионов из обьема электролита к поверхности рабочего электрода, а так как скорость диффузии мала, ксличество восстанавливающихся ионов начинает падать и%происходит спад тока по закону 1Если обьем электролита мал (соизмерим с размерами рабочего электрода 7 3), то время спада уменьшается, так как все ионы данного вида быстро восстанавливаются и их концентрация падает до нуля. То же самое происходит, если каким-то образом ограничить диффузию ионов к рабочему электроду 7,3 из объема. Такую роль выполняет дополнительный электрод 7.4.При нарастании поляризующего напряжения на электроде 7.1 в момент, предшествующий началу восстановления анализируемого .:омпонен 1 а, концентрация его ионов у поверхностей рабочего и дополнительного электродов 7,3 и 7.4 одинакова. По мере дальнейшего нарастания потенциала вспомогательного электрода 7.1 начинается восстановление анализируемого компонента в растворе и плотность;оков рабочего и дополнительного электродов 7.3 и 74 возрастает одинаково до тех пор пока дополчигельнь,й электрод 7.4 не снизит концентрацию ионов ачализируемого компонента в области оабочего электрода 7.3. Эо происходит потому, что на дог 1 ол нител ь ном электроде 7 , осуществляется восстановление ионов и обеднение ионами прос,ранствг, окружающего рабочии электрод 7,3, и на нем восстанавливаются только иочы, распо оженные е непосредственчой близости. Таким образом, дополнительный электрод 7,4, препятствуя диффузии ионов анализируемого компонента исследуемого раствора в область рабочего электрода 7,3, ускоряет спад диффузионного тока и делает пик тока компонента более узким и симметричным. Если в небольших пределах изменять сдвиг потенциала на дополнительном электроде (в интервале напряжении от потенциала начала восстановления до потенциала максимума тока рабочего электрода, равном 60 - 70 мВ), то время спада изменяется. При этом возможно уменьшение максимального значения тока что компенсируется подбором величины сдяиа,Дополнительный электрод 7,4 датчика 2 может быгь выполнен в виде кольца, сетки, втулки и т. и, из металлов, стойких к исследуемому электролиту. не загрязняющих его и хорошо поляризующихся компонентами исследуемого раствора, Этот электрод 7,4 располагается так чтобы рабочий электрод; )27967 Формула изобретения Вольтамперограф, содержащий источник поляризующего напряжения, первый и Составитель П, РевинскийТехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Редактор Н. Горват Заказ 337 Тираж 394 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 7.3 (микроэлектрод в виде ртутной капли, диска, амальгамированного электрода), оказался внутри его объема (фиг. 2). Размеры внутренней зоны дополнител наго элек рода 7.4 должны стремиться к размерам электрода 7.3, что определяет эффективность вол ьтамперографа.Таким образом, в вольтамперографе повышена точность измерений по сравнению с прототипом,второй выходы которого соединены соответственно с вспомогательным электродом и электродом сравнения датчика, рабочий электрод которого через преобразователь 5 тох - напряжение подключен к входу регистрирующего устройства, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет улучшения разрешения вольтамперограмм по потенциалам, в 10 вольтамперограф введены соединенныегоследовательно эадатчик напряжения, повторитель напряжения и дополнительный электрод датчика, установленный вокруг рабочего электрода датчика,15