Электронный кулонометр

(контролируемым) потенциалом,Для проведения кулонометрическихизмерений с регулируемым потенциаломобычно используют трехалектродные алектролитические ячейки и потенциостаты,Последовательно с ячейкой включают измерительный резистор, падение напряжения на котором поступает на интегратортока,Так как электрод сравнения ячейкисоединен со входом потенциостата, торабочий электрод ячейки подключают кобщему проводу (земле), Поатому измерительный резистор может быть включентолько в цепь вспомогательного алектрода ячейки, т, е, в цепь, которая не имеет соединения с ойцим проводом. Последнее обстоятельство требует примененияв кулонометрах интеграторов тока, входаые зажимы которых не имеют соединения с землей. Это не дает возможностичасто использовать электронные интеграторы и, кроме того, приводит к дополнительным погрешностям вследствие паводок и утечек,Известны кулонометры в которых измерительный резистор и подключенный к 5 нему интегратор имеют соединение с общим проводом землей), Для этого измерительный резистор включен в цепьрабочего электрода алектролнтическойячейки и рабочий алектрод и алектрод срав О пения ячейки подключены ко входам дифференциального усилителя потенциостата.Недостатком таких кулонометров является ограниченная точность поддержания потенциала на рабочем алектроде от 15 носительно алектрода сравнения при прохождений большого тока. Это происходитвследствие того, что рабочий электродячейки находится под напряжением, которое падаена измерительном резисторе, а коаффнциент режекции усилителяимеет конечную величину, Возникакацаяпо атой же причине алектрическая неус тойчивость в этом кулонометре устране-.на включением конденсатора между вспо646242 змогательным электродом и электродомсравнения.Указаннъе недостатки устранены вкулонометрах, в которых точка соецинения рабочего адектрода ячейкии измерительного резистора в его цепи поддерживаетея йри потенциале земли,Известный кулонометр содержит потенциостат, нагруженный на трехэлектродную алектрическую ячейку, измерительнййОрезистор с подключенным к нему интеграторомв цепи рабочего электрода ячейки. Интегратор имеет соединение одного из входныхзажимов с измерительным резисторомдругого - с общим проводом (землей), 15Дополнительный мощный усилитель(преобразователь "ток-напряжениеф),вход и выход которого подключены кизмерительному резистору, создает сигнал, компенсирующий падение напряжения на измерительном резисторе, чтоэквивалентно заземлению точки соединения измерительного резистора, рабоче.го электрода и входа усидителя ( виртуальная земля ), 25 Применение дополнительного компенсирующего усилителя приводит к значи, тельному усдожнению кудонометра, так как требования к этому усилителю аналогичны требованиям к усидитедю потенциостата С .другой стороны, наличие атого усилителя приводит к сииже.нию точности интегрирования тока за счет конечности коэффициента усиления и существования собственного црейфа нуля усилителя,Цель предлагаемого изобретения - упрощение конструкции электронного ку донометра и повышение его точности,Она достигается тем, что в кулонометре, содержащем потенциостат, трех- электродную эдектролитическую ячейку и измерительный резистор с поцклю ченным к нему интегратором в цепи рабочего алектрода ячейки, оконечный кас- кад потенциостата выполнен по двухтактной схеме, каждое плечо которой представляет собой усилитель с анодно-катодной (коллекторно-емиттерной) нагрузкой и.параллельной отрицательной обратной связью, а точка соединения рабочего алектроца электрической ячейки и измерительного резистора заземлена.,На чертеже приведена упрощенная схема варианта предлагаемого кулоно метра, выполненного на электронныхлампах. Кулонометр имеет потенциостат 1, состоящий из предварительного усилителя 2 постоянного тока с симметричным выходом и мощного оконечного каскада, каждое плечо которого выполнено, соответственно, на алектронных дампах 3 и 4. Каждое плечо охвачено параллельной отрицательной обратной связью через резисторы 5 и 6 (лампа 3), 7 и 8 (лампа 4). Оконечный каскац нагружен на послецоватедьно соединенные трехадектродную электрохимическую ячейку 9 и измери-. тельный резистор 10, к которому подсоединен вход интегратора 11 тока алектролиза. Вспомогательный электрод ячейки 9 соединен с катодом лампы 3, рабочий адектрод ячейки 9 соединен с обшим ,проводом (земдей), электрод сравнения ячейки 9 соединен со входом предвари.тельного усилителя 2. Измерительный резистор 10 одним концом соединен с общим проводом, а другим - с катодом дампы 4 и входом интегратора 11. Независимые источники питания оконечного каскада 12 и 13 включены в анодные цепи ламп 3 и 4, соответственно,ФПри работе кулонометра потенциал рабочего электрода относительно элек-.трода сравнения электролитической ячейки 9 сравнивается на входе усилителя 2 с заданным потенциалом (устройство сравнения потенциалов для уйроьения на чертеже не показано), разность потенциалов усиливается усилителем 2 и в противоположных полярностях поступает на входы оконечного каскада. Плечи оконечного каскада полностью симметричны относительно нагрузки: ддя лампы 3 алектролитическая ячейка 9 является анодной нагрузкой, а измерительныйрезистор 10 - катодной нагрузкой; для лампы 4 электролитическая ячейка 9 является хатодной нагрузкой, а измерительный резистор 10 - аноцной нагрузкой, Резисторы 5 и 6 отрицательной обратной связи (соответственно 7 и 8) обеспечивают одинаковый коаффициент передачи лампы 3 (соответственно - лампы 4) по анодной и катодной цепям, т, е. режим аноцно-катодного повторителя. В зависимости от знака разности между потенциалом алектрода сравнения и заданным потенциалом ток одного плеча оконечного каскаца увеличивается, а6242 1 ИПИ Заказ 103/34 Тираж 1089 Подписное т, г. Ужгород, ул. Проектная,Филиал ПП 11 "Г 1 а 5 64 другого - уменьшается, что обеспечи- вает протекание тока определенного направления через ячейку О и измерительный резистор 10. Напряжение с измерительного резистора 10 поступает на вход интегратора 11, который сумми-. рует и регистрирует количество электричества, прошедшее за время электролиза через электролитическую ячейку 9.Предлагаемый кулонометр изготовляется на базе серийной модели потенциостата, оконечный каскад которого переделан по вышеописанной схеме. Двухтактный анодно-катодный повторительна выходе потенциостата, и соединение измерительного резистора, напряжение с которого поступает на вход интегратора, и рабочего электрода ячейки с общим проводом (землей) обеспечивает оптимальные условия работы как потенциостата, так и интегратораУкаэанное обстоятельство (в соче танин с другими техническими. решениями) позволило упростить кулонометр и получить высокую точность электрохи мического анализа - погрешность определения основного вещества, например, в металлической меди .не превысила 0,01% при коэффициенте вариации отдельного измерения около 0,004%.,По своим параметрам разработанный хулонометр в 5-10 раэ превосходит лучшие зарубежные образцы,В настоящее время начата опытно конструкторская работа, направленная на серийный выпуск кулонометров, 1 О формула изобретенияЭлектронный кулонометр для электрохимических исследований, содержащий потенциостат, нагруженный на трех электродную электролитическую ячейку, и измерительный резистор с подключенным к нему интегратором в цепи рябо- чего электрода ячейки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения куло. нометра, оконечный каскад потенциостата выполнен по двухтактной схеме, каи-, дое плечо которой представляет собой усилитель с анодно-катодной (коллекторно-эммитерной) нагрузкой и параллельной отрицательной обратной связью, а точка соединения рабочего электрода электрической ячейки и измерительного резистора заземлена.