Электрохимический способ измерения концентрации ионов в растворе и устройство для его осуществления

(50 4 С 01 И 27/48 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АТЕНТ СР 6.(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ РЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО 0 (57) Изобретение относ химическим исследовани тических растворов и м пользовано при измерен ции ионов в растворе. СПОСОБ ИЗМЕОВ В РАСТВОРЕ СУЩЕСТВЛЕНИЯ ится к электр ям электролиожет быть исии.концентраЦель изобГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРеТений и ОтнРытий(72) Кари Матти Олави Салохейи Сеппо Вилхо Рантапуска (Г 1)(56) Авторское свидетельствоН 505954, кл. С 0 1 М 27/48, 1 ретения - повьппение эффективности измерений за счет более эффективнойочистки рабочего электрода и перемешивания контролируемого раствора.Исследуемый раствор от мембранныхнасосов 3, 4 импульсно поступает вэлектрохимическую ячейку 5, в которойпроводится электрохимический процесс.Одновременно с импульсной подачейраствора осуществляют воздействиеультразвука на рабочий электрод 8 спомощью ультразвукового вибратора 11,соединенного с электродом 8, Воздействие ультразвука и пульсирующуюподачу раствора проводят до тех пор,пока не образуются пиковые токираствора, а также - после стадии измерения концентрации ионов в растворе на стадии удаления остаточныхвеществ из ячейки 5 через трубопровод13. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.1522 2 1 135Изобретение относится к областиэлектрохимических исследований электролитических растворов и можетбыть использовано при измерении концентрации ионов в растворе.Цель изобретения - повышение эффективности измерений за счет болееэффективной очистки рабочего электрода и перемешивания контролируемогораствора.На Фиг. 1 показана схема устройствадля измерения концентрации ионов врастворе; на Фиг. 2 - электрохимическая ячейка устройства для измерения концентрации ионов в растворе,поперечный разрез.Устройство для измерения концентрации ионов в растворе содержитпатрубок 1 для подачи раствора реагента, патрубок 2 для подачи исследуемого раствора, регулятор подачираствора, выполненный в виде мембранных насосов 3 и 4, соединенных спатрубками 1 и 2, электрохимическуюячейку 5, посредством общего трубопровода 6 соединенную с мембранныминасосами 3 и 4, измерительный блок7, электрически соединенный с расположенными в электрохимической ячейке5 рабочим электродом 8, обратнымэлектродом 9, электродом 10 сравнения и мембранными насосами 3 и 4,ультразвуковой вибратор 11, закрепленный на рабочем электроде 8 так,что они находятся на одной вертикальной оси, ультразвуковой генератор12, электрически соединенный свибратором 11 и измерительным блоком 7, и выводной трубопровод 13для вывода остаточных веществ израбочей полости 14 электрохимическойячейки 5. Ультразвуковой вибратор11 состоит из резонатора 15 и генерирующих ультразвуковые колебанияпьезокристаллов 16.Позицией 17 обозначена стекляннаяпластина, на которой установлен рабочий электрод 8.Сущность способа измерения концентрации ионов в растворе заключается в следующем,В процессе электрохимическогопроцесса, который проводят в электрохимической ячейке, в период катодного накопления воздействуют нарабочий электрод ультразвуком и одновременно с этим осуществляют пульсирующую подачу раствора в ячейку до образования пиковых токов раствора,Затем прекращают воздействиеультразвуком и пульсирующую подачу5раствора и проводят измерение концентрации ионов в контролируемомрастворе, После стадии измеренияконцентрации из электрохимическойячейки удаляют остаточные вещества,причем в процессе удаления остаточных веществ снова воздействуют нарабочий электрод ультразвуком и одновременно с этим воздействием осуществляют пульсирующую подачу раствора в электрохимическую ячейку,Одновременное воздействие ультразвука и пульсирующей подачи раствора обеспечивает равномерный составраствора в электрохимической ячейке.Прекращение воздействия ультразвукаи пульсирующей подачи раствора придостижении пиковых токов растворапозволяет устранить фон на стадииизмерения концентрации ионов. Воздействие ультразвука и пульсирующейподачи раствора на стадии удаленияостаточных веществ позволяет эффективно счистить рабочий электроди быстро подготовить электрохимическую ячейку к следующим измерениям.Конкретное проведение способаосуществляется с помощью устройствадля,измерения концентрации.Устройство работает следующим образом,Исследуемый раствор и растворреагента с помощью патрубков 2 и 1подаются в регулятор подачи раствора,выполненный в виде мембранных насосов403 и 4, управляемых блоком 7, которыекороткими импульсами подают растворв электрохимическую ячейку 5 черезобщий трубопровод 6. Импульсы.регулируют по силе таким образом, чтобы45" раствор на поверхности рабочегоэлектрода 8 мог эффективно перемешиваться. Одновременно с насосами3 и 4 включают возбуждаемый генератором 12 ультразвуковой, вибратор11, осуществляющий воздействие ультразвука на рабочий электрод 8, установленный в рабочей полости 14электрохимической ячейки 5.С противоположной стороны полости55 14 расположены обратный электрод 9 иэлектрод 10 сравнения. Рабочий электрод 8, например из стеклоуглерода,установлен наверху стеклянной пласти35 40 45 3 .13515 ны 17 так, что благодаря этому рабо- чий электрод 8 находится в непосредственном соприкосновении с ультразвуковым резонатором 15 и генерирующими пьезокристаллами 16 и практи 5 чески в одной и той же вертикальной плоскости с ними для достижения максимальной ультразвуковой амплитуды на поверхности рабочего электрода 8.Затем проводят электрохимический процесс в электрохимической ячейке 5, по достижении пиковых токов раствора в ячейке 5 выключают с помощью измерительного блока 7 насосы 3 и 4, виб ратор 11 и с помощью измерительного блока 7, содержащего компьютер (не показан), проводят измерение концентрации ионов в контролируемом растворе. После этого по команде, поступив шей с блока 7, вновь включаются мембранные насосы 3 и 4 и ультразвуковой вибратор 11, которые позволяют почти полностью удалить остаточные вещества, восстановленные на рабочем 25 электроде 8, через выводной трубопровод 13.Вольтаммограммы, хранящиеся в памяти компьютера, установленного в измерительном блоке 7, считываются, и в результате получается откорректированная по фону вольтаммо- "рамма. При использовании предложенного способа измерения поверхность рабочего электрода 8 остается активной, а. результаты измерения - стабильны, Кроме того, способ обеспечивает очистку и стабилизацию поверхности электрода 8. Следовательно, при использовании в качестве рабочего электрода,например мембранного ртутного электрода ртутную оболочку можно легко удалить с поверхности электрода, не прибегая к механической очистке 224Одновременное применение ультразвука и регулирования расхода раствора согласно изобретению можно .использовать в других способах вольтамперметрического измерения содержания анионов и катионов,Формула изобретения 1. Электрохимический способ измерения концентрации ионов в растворе, заключающийся в том, что подают в электрохимическую ячейку с рабочим электродом контролируемый раствор, проводят электрохимический процесс, в ходе которого в период катодного накопления воздействуют на рабочий электрод ультразвуком, измеряют концентрацию ионов в растворе, после чего удаляют из электро- химической ячейки остаточные вещества, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности измерений, одновременно с воздействием ультразвука осуществляют пульсирующую подачу раствора до образования пиковых токов раствора, причем воздействие ультразвука и пульсирующую подачу раствора осуществляют также на стадии удаления остаточных веществ.2. Устройство для измерения концентрации ионов в растворе, содержащее электрохимическую ячейку с рабочим электродом и закрепленным на нем ультразвуковым вибратором и измерительный блок, электрически соединенный с электрохимической ячейкой и ультразвуковым вибратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности измерений, оно снабжено пульсирующим регулятором подачи раствора в ячейку, выполненным в виде мембранного насоса, электрически соединенного с измерительным блоком, а ультразвуковой вибратор и рабочий электрод находятся на одной вертикальной оси.1351522 Дог тавител олкоэ В, Дан Техре едак ектор 0 Кравцов авч Заказ 5302/59ВНИИЕ Тираж 776 осударственного комитета СС елам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб писно 1 130 д. 4 Произв твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна