Устройство для измерения зависилости поверхностного натяжения твердых электродов

Номер патента: 277399

Автор: Гохштейн

ZIP архив

Текст

Ьоесоивз фттюатвитно-те :4 та о п иа-мнитЪ 272399 Соки Советскик Социалистическиа РесоубликИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства М л. 421, 13/03 аявлено 04.1 Ч.1969 ( 1318660/26-25 нением заявкис присоеди Приоритет МПК 6 01 п 13(02 Комитет оо лелем иеобретений и открытий ори Совете Министров СССРДК 539.612.3.08:62 .3,035,2(088,8) 970, Бюллетень24 публиковано ликования описания 14.Х.1970 та о Авторизобрете А, Я, Гохштейн нститут электрохимии АН СССвител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОДО ОТ ПОТЕНЦИАЛАПредлагаемое устройство может быть применено в электрохимии для исследования межфазного слоя на границе твердого электрода с жидким раствором.В известном устройстве для измерения зависимости поверхностного натяжения твердых электродов в жидком растворе от потенциала связанное с ростом тока возрастание омических потерь в растворе при частоте 1 кгт 1 и выше соизмеримо с амплитудой переменного потенциала, которая, таким образом, перестает быть контролируемой величиной. Поэтому, если при частотах порядка 100 гт 1 известное устройство позволяет регистрировать колебания поверхностного натяжения твердых электродов как в режиме заданного переменного потенциала, так и в режиме заданного переменного тока, то при частотах выше 1 кг 1 осуществим лишь режим заданного переменного тока, в котором постоянной поддерживается амплитуда тока, проходящего через электрод.Целью изобретения является расширение диапазона частот.Предлагаемое устройство отличается тем, что исследуемый электрод выполнен в виде двух одинаковых параллельных пластин, расположенных вертикально над уровнем раствора и подключенных к противоположным полюсам генератора периодического напряжения, Такое взаимное расположение пластин позволяет путем их сближения снизить сопротивление раствора, который в этом случае чдерживается между пластинами силами ка.пиллярного поднятия. Вертикальное расположение пластин над раствором снижает гидро- динамическое сопротивление их колебаниям.Так как обе пластины из одного и того же материала и поддерживаются при одном и том же среднем потенциале, то подача периодической составляюшей потенциала на пластины в противофазе приводит пластины в механические колебания, совпадающие по фазе, Это усиливает колебания системы электрод - пьезоэлемент, причем обе пластины с прослойкой жидкого раствора между ними колеблются практически как одно целое.Кроме того, указанное расположение пластин исследуемого электрода обеспечивает эквипотенциальпость каждой из пластин по переменной составляющей и позволяет включить в цепь генератора переменного напряжения блок отрицательного сопротивления, что необходимо для компенсации сопротивления раствора между пластинами в том случае, когда пспользуются разбавленные растворы электролита.На чертеже дана схема предлагаемого устройства.0 Исследуемый электрод состоит из двух па60 65 раллельпых пластин 1 и 2, расстояпие между которьвш определяется толщиной прокладки 3 из диэлектрика, например стекла пли тефлона. Прокладказанимает только верхнкио часть пространства мекду пластинами и вместе с ними закави в держателе 4, который через ребро 5 соединен с пьезоэлемеггтом б. Г 1 ьезоэлемент б закреплен во втулке 7 и вместе с нею заключен в экран 8. Держатель 4 касается пластин в центральной части их тыльной стороны, чтобы нс образовывалось капилляров, по которым раствор мог бы проникнуть в держатель. Зазор между пластинами может быть установлен и без помощи прокладки, В этом случае каждая из пластин крепится к держателю 1 отдельно, например, отогнутым концом.Сосуд 9 заполнен раствором, в который погружены вспомогательный электрод 10 и электрод сравнения 1. Эти электроды могут быть вынесены в отдельные сосуды, сообщающиеся с основным сосудом через мифо. Электроды 1 и 2 подключены к протпвополо:г:ным клеммам вторичной обмотки трансформатора 12, установленного на выходе генератора 1 периодического папрякеппя. Электроды 10 и 11 подключены к компенсатору 14, служащему для поддеркаппя средпсго потенциала пластин 1 и 2, равным потенциалу, задаваемому генератором 1; линейно изменяющегося напряжения. В цепи вторичной обмотки трансформатора 12 находи гся перекгпочатель 6, служащий для введения в эту цепь блока 17 отрицательного сопротивления, Для настройки этого блока устройство снабжено генератором 8 напряжения высокой частоты, соединенным последовательно с сопротивлением 9, а также усилителем переменного напряжения 20. Обкладки пьезоэлемента подключеньг к входу осциллографического регистратора 21, соединенного с генератором б, который используется для формирования оазвертки регистратора 21.Переменное напряжение, подаваемое с трансформатора 12 на пластипы 1 и 2 исследуемого электрода, складывается из двух одинаковых скачков потенциала па границах пластин 1 и 2 с раствором и омического падения потенциала в слое раствора между пластинами. 1-1 апример, для растьора 2 М КС 1 при 20 С, диффередщпальной емкости двойного слоя 20 лгкф/сл- и расстоянии мскду пластинами 0,5 ли переменное напряжение с частотой 1 кгг 1 и амплитудой 60 лгв распределяется так: падение в растворе - 1 ,цв и два скачка потенциала - по 29,5 лв. По отношению к пластинам 1 и 2 скачки потегщиала имеют противоположные знаки. Поэтому увеличение поверхностного натяжения на одно" из пластин происходит одновременно с уменьшением его на другой пластине. Так как изменение поверхностного натяжения происходит на плоскостях, которыми пластины обращены друг к другу, то в результате изменения прикладываемого напряжения пластины изги 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4оаются в одну и ту же сто,")ону, уеа за собой слой раствора, заключенный междуВместе с пластинами 1 и 2 начинает колебаться пьезоэлемент б. С его обкладок снимается напряжение, амплитуда которого пропорциональна амплитуде изменения поверхностного натяжения исследуемого твердого электрода. Это напряжение после усиления поступает на вертикально отклоняющие пластины осциллографического регистратора 21 и развертывается по горизонтали напряжением, поступающим от генератора 15 и пропорциональньв среднему потенциалу электрода. Таким путем снимаются осциллограммы амплитуда поверхностного натяжения - средний потенциал в режиме заданного периодического потенциала.В приведенном выше примере погрешность поддержания амплитуды периодического потенциала на заданном уровне составляет Зоо. В случае необходимости эта погрешность может быть устранена с точностью до относительного отклонения от параллельности между пластинами. Для этого с помощью персключателя 16 в цепь вводится блок 17 отрицательного сопротивления с разделительной емкостью на входе. Его отрицательное сопротивление устанавливается по величине равным сопротивлению слоя раствора между пластинами 1 и 2. Для контроля за совпадением обоих сопротивлений используется генератор 18, вырабатывающий напряжение с частотой, достаточно высокой, чтобы сопротивление емкости на границе электрод - раствор было пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением раствора. Сопротивление 19 и последовательно соединенные раствор и блок 17 образуют делитель напряжения. Сигнал с этого делителя поступает на вход усилителя 26; он минимален, если сопротивления раствора и блока 17 одинаковы по величине. Введение блока 17 необходимо также при измерениях с разбавленными растворами, обладающими высоким удельным сопротивлением,Вместо двух пластин, располокенных над уровнем раствора, в качестве исследуемого электрода в предлагаемом устройстве может быть использован набор большего числа пластин, параллельных друг другу. Кроме того, параллельные пластины могут быть погружены в раствор, Появляющаяся при этом утечка переменного тока с нерабочих граней пластин существенной погрешности в измерения не вносит, если зазор между пластинами выбран достаточно малым. Предмет изобретения Устройство для измерения зависимости поверхностного натяжения твердых электродов от потенциала, содержащее пьезоэлемент, скрепленный с исследуемым электродом, вспомогательный электрод и электрод сравнения, генераторы линейно и периодически изменяюЗаказ 2892/15 ЦНИИПИ Комитета по делам МоскваТираж 480 Подписное обретений и открытий при Совете Министров СССР Ж, Раушская наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова, 2 щегося напряжения и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот при регистрации колебаний поверхностного натяжения в режиме заданной периодической составляющей потенциала, исследуемый электрод выполнен в виде нескольких, например двух, закрепленных с еодного конца одинаковых параллельных пластин, зазор между которыми обеспечивает капиллярное поднятие исследуемого раствора по всей площади электрода и которые попар но подключены к противоположным полюсамгенератора периодически изменяющегося напряжения.

Смотреть

Заявка

1318660

А. Я. Гохштейн Институт электрохимии СССР

МПК / Метки

МПК: G01N 13/02

Метки: зависилости, натяжения, поверхностного, твердых, электродов

Опубликовано: 01.01.1970

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-277399-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-zavisilosti-poverkhnostnogo-natyazheniya-tverdykh-ehlektrodov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения зависилости поверхностного натяжения твердых электродов</a>

Похожие патенты