Способ определения концентрации ионов в растворах

, 1983, 152 НЦЕНТ Изобретение относится к способам определения концентрации ионов в растворах и может быть использовано в устройствах аналитического контроля в сильно загрязненных средах.Цель изобретения - упрощение способа измерения,Способ реализуется при помощи устройства, представленного на чертеже.Импульсы напряжения от источника питания 1 через группу контактов 2 реле времени 3 подают на электродную пару, состоящую из измерительного 4 и инертного вспомогательного 5 электродов, находящихся в ячейке 6 с анализируемым раствором 7 и мешалкой 8, Ток в цепи измерительного электрода 4, измеряемый при помощи микроамперметра 9, пропорционален концентрации определяемых ионов,При подаче напряжения на электродную систему диссоциированные ионы начиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(56) Куаков М.В. Технологичес ния и приборы для химических и М.: Машиностроение, 1974, с. 2РоМеу С,Р., Апа, Сйеа. Аст р. 173 - 190,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИИ ИОНОВ В РАСТВОРАХ(57) Изобретение относится к способам определения концентрации ионов в водных растворах и может найти применение в устройствах аналитического контроля в сильно загрязненных средах с целью упрощения способа измерения, Цель достигается тем, что к электродной системе, состоящей из ионоселективного электрода с твердоэлектролитной мемраной; обладающей селективной электропроводностью по определяемому типу иона и вспомогательного инертного электрода, прикладывают биполярные импульсы напряжения с амплитудой 0,8 - 2,0 В и длительностью каждого импульса 15 - 20 с, причем измерение тока производят в момент воздействия импульса напряжения, полярность которого противоположна знаку определяемого иона. 1 ил. нают двигаться к противоположно заряженным электродам. Полярность измерительного .электрода должна быть . противоположной знаку заряда определяемого иона, В качестве измерительного используется электрод с твердоэлектролитчой мембраной 10;Вследствие специфичности строения кристаллической решетки твердого электоолита ток через мембрану измерительного электрода обусловлен только ионами определяемого компонента. Следовательно, электрический ток в цепи измерительного электрода пропорционален концентрации определяемого типа иона и практически не зависит от неопределяемых компонентов раствора.В процессе измерения, особенно в сильно загрязненных растворах, к электродной системе движутся не только определяемые ионы, но и другие присутствующие в10 40 45 анализируемом растворе ионы и загрязненные частицы.При этом происходит концентрирование у поверхности измерительного электрода ионов других типов, которые вследствие специфичности свойств твердозлектролитной мембраны не могут проникать вглубь ее, а накапливаются на поверхности, образуя нерастворимые соединения и конгломераты, Это приводит к загрязнению активной поверхности электродов, контактирующих с , анализируемым раствором слоем осадков,частичному экранированию измерительной системы и, как следствие, дрейфу показаний. Укаэанный недостаток характерен для всех электрохимических методов измерений (потенциометрии, кулонометрии, кондуктометрии, прототипа) при работе в сильно загрязненных растворах.Для устранения дрейфа показаний, вызванного загрязнением электродной системы, достижения самоочистки электродов, а также исключения возможности поляризации электродов, в предлагаемом способе после каждого полупериода измерения тока к электродной системе прикладывается равный по амплитуде и длительности, но противоположный по знаку измерительному, импульс напряжения. При этом электрическое поле отталкивает осевшие частицы от поверхности измерительной твердозлектролитной мембраны и вспомогательного электрода, Данный процесс самоочистки электродной системы позволяет повысить воспроизводимость показаний и увеличитьинтервал между техническими обслуживаниями системы. Использовались твердоэлектролитные, мембраныизсолей 99,2%аГз+0,8% ЕиГ для определения концентраций ионов фтора и А 923 для определения концечтраций ионов сульфида,В качестве вспомогательного электрода использовался платиновый электрод, который при приложении внешнего напряжения не теряет своих свойств за счет необратимого электрохимического взаимодействия с компонентами анализируемого раствора, что присуще хлорсеребряному электроду, используемому в прототипе.Экспериментальные данные по воспроизводимости данных измеоения системы в процессе эксплуатации в загрязненных средах для случаев определения фтор - и сульфид-ионов при различных напряжениях питания в течение ЗО сут представлены в табл. 1 и 2 соответственно. Данные приведены для случаев измерения концентрации ионов фтора 105 моль/дмз и ионов сульфида 10 моль/дм, В случае измерения более высоких концентраций указанных ионов воспроизводимость результатов измерения существенно улучшается,Как следует из табл. 1 и 2 оптимальный с точки зрения воспроизводимости результатов измерений диапазон напряжений питания составляет 0,8 - 2,0 В, Этому же диапазону соответствует и максимум чувствительности и линейности метода. При напряжениях питания менее 0,8 В воспроизводимость и чувствительность способа существенно уменьшаются, ввиду сравнимости величин напряжения питания и потенциала двойного электрического слоя измерительного электрода. При увеличении напряжения питания выше 2,0 В возможно втягивание неопределяемых типов ионов с зарядом того же знака, что и у определяемого сильным электрическим полем в верхний слой ионной кристаллической решетки мембраны измерительного электрода, это приводит к снижению воспроизводимости ре-. зультатов измерений.Время установления показаний было определено экспериментально и составляет 15 - 20 с,Использование способа позволяет упростить процесс определения концентрации ионов, повысить воспроизводимость анализа и увеличить интервал между техническими обслуживаниями системы. Формула изобретения Способ определения концентрации ионов в растворах, включающий измерение электрического тока, проходящего через электродную систему, состоящую из ионоселективного электрода с твердоэлектролитной мембраной, обладающей селективной электропроводностью по определяемому иону, и вспомогательного электрода при приложении импульсов внешнего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа, в качестве вспомогательного злектоода используют инертный в анализируемой среде электрод, амплитуда биполярных импульсов составляет 0,8-2,0 В при длительности импульса 15- 20 с, причем ток измеряют в момент воздействия на систему импульса напряжения, полярность которого противоположна знаку определяемого иона.1702283 Таблица 1 Таблица 2 Редактор М. Товт орректор М. Демчик роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 каз 4539 ВНИИПИ Госуда Составитель А. ЩитТехред М.Моргентал Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5