Способ вольтамперометрического анализа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801402916 1 И 27/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ исднис изобретения 4(7 1) Томский политехнический институт им. С.М.Кирова(56) Авторское свидетельство СССР В 949479, кл, С 01 М 27/48, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1037167, кл. С 01 И 27/48, 1983. (54) СПОСОБ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА(57) Изобретение относится к вольтамперометрическому анализу и может быть использовано для определения малых концентраций примесей в растворах, материалах и веществах высокойчастоты. Целью изобретения являетсяповышение чувствительности способапри одновременной автоматизации измерений, Циклически снимают вольтамперограммы в присутствии мешающегопредшествующего деполяризатора. Приэтом компенсируют остаточный ток егоэкстраполированным значением в видеряда Тейлора. Осуществляют поправку(коррекцию) параметров экстраполяцииизмеряемых по суммарному току ячейкипри некотором выбранном напряженииполяризации. Напряжение поляризациисмещают пропорционально нескомпенсированной части остаточного тока, 2 ил. Изобретение относится к вольтамперометрическому анализу и может бытьиспользовано для определения малыхконцентраций примесей в растворах,материалах и веществах высокой чистоты.Целью изобретения является повышение чувствительности и автоматизациианализа многокомпонентных сред.На фиг. 1 изображены вольтамперо, граммы; на фиг.2 - структурная схемаполярографа, реализующего способ, вольтамперометрического анализа.Способ реализуется в следующейпоследовательности,В первом цикле измерения снимаютвольтамперограмму - регистрируют токэлектрохимической ячейки при подачена нее линейно меняющегося по заранее 20заданному закону поляризующего напря"жения в заданном диапазоне (в зависимости от природы исследуемого деполяризатора). По результатам измеренийопределяют остаточный ток и вводятпоправку, компенсируя остаточный токего экстраполярным значением. Приэтом вольтамперограмма имеет вид 1(фиг.1) с экстремумами предшествующего Б и исследуемого деполяризатора В.Иежду этими экстремумами выбираютпо виду вольтамперограммы интерполи ,рованного остаточного тока (пунктир ная линия Л) интервал напряжений (Е,З 5Е), для которого справедливы следую щие неравенствами1 (Е) (1 (1 (Е )(1)1 у (Ен)1 1(Ев)где 1 и 1 О - первая и вторая производные остаточного тока(параметры электрополя"ции);451. и 1 - первая и вторая произ 1 Иводные суммарного токаячейки (кривая 1),В данном интервале (Ен, Е) выбирают напряжение Е , при которомминимизируется фуйкцияак) 1 о( эк)1+ (Еэк 1( эк) = При этом напряжении автоматически определяют параметры экстраполяции,55 а после регистрации вольтамперограммы измеряют нескомпенсированную часть остаточного тока й 1 о (см. кривые 2,3, 4, фиг.1) и. по результатам измерений вводят поправку параметров экстраполяции путем изменения величины напряжения Е к.Устройство, реализующее способ (см. фиг.2),. содержит блок 5 управ- ления, источник 6 поляризующего напряжения, электрохимическую ячейку 7, измерительный усилитель 8, регистратор 9, компенсатор 10 остаточного тока, сумматор 11, управляемые ключи 12-15 и запоминающие устройства 16 и 17. Блок управления связан с источником 6, к выходу которого подключен анод электрохимической ячейки 7, катод которой соединен с выходом усилителя 8, нагруженного входами компенсатора 10 и регистратора 9 и через ключ 12 сумматором 11, второй вход которого через ключ 13 подключен к блоку 5. Третий вход сумматора 11 через ключ 15 подсоединен к выходам запоминающих устройств 16 и 17, а выход сумматора 11 подключен к блоку 5 и через ключ 14 к входам запоминающих устройств 16 и 17.Способ осуществляют следующим образом.После проведения предварительного электролиза на ячейку 7 подается линейно изменяющееся напряжение развертки. При этом ток ячейки усиливается усилителем 8 и регистрируется 1регистратором 9, например, в виде вольтамперограммы 1 (фиг.1). Компенсатор 10 при этом отключен. По виду вольтамперограммы 1 определяют интервал напряжений Ен Е , в котором выбирают напряжение экстраполяции ,Е , устанавливают его в блоке 5 управления и снимают следующую вольтамперограмму (кривая 2 фиг.1). Блок 10 выполнен таким образом,что с момента включения развертки при напряжении Едо Е з осуществляется полная компенсация тока ячейки. При напряжении Е зк происходит определение и запоминание параметров экстраполяции по измерению производных суммарного тока ячейки, Начиная с Е компенсатор 10 начинает экстраполировать остаточный ток в виде ряда Тейлора, который подается на вход усилителя 8 и алгебраически суммируется (вычитается) из тока ячейки, обеспечивая компенсацию. Поскольку напряжение Е к, а следовательно, и параметры экстраполяции выбраны при 1402916оптимальном уровне за счет того, чтопри снятии вольтамлерограммы в.присутствии мешающего предшествующегодеполяризатора с компенсацией остаточного тока его экстраполированнымзначением в виде ряда Тейлора осуществляют поправку (коррекцию) параметров экстраполяции при подборе напряжения Е Способ вольтамперометрическогоанализа, заключающийся в том, что из.меняют напряжение на электрохимической ячейке по заранее заданному закону, одновременно регистрируют токячейки, по результатам измерений определяют остаточный ток и вводятпоправку, компенсируя остаточный токего экстраполированным значением,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности иавтоматизации анализа многокомпонентных сред, между экстремумами полярограммы, соответствующими исследуемому и предшествующему деполяризаторам,определяют интервал напряжений (ЕЕВ), в котором находят параметрыэкстраполируемой функции(Ен)1 е ( 1 (ЕВ)Н) о ,Е ( В) фгде 1 и 1 - первая и вторая производные остаточного тока (параметры экстраполяции);(1 и 1 - первая и вторая производные суммарного токаячейки, состоящего източного тока и исследуемого и предшествующего тока деполяризаторов,выставляют значение поляризующего напряжения Ев найденном интервале,при котором= мин где х - номер цикла измерения;К - коэффициент пропорциональности.Коэффициенты передачи сумматора 11 по второму и третьему входам рав- З 0 ны единице. Практически мгновенно после замыкания ключа 12 перекидываются сначала ключ 14 из положения 11 в положение 1, а затем ключ 15 из положения 1 в положение 11. После этого замыкаются контакты ключей 12 и 13. При повторной (третьей) регистрации вольтамперограммы напряжение с выхода одного из запоминающих устройств (16) через сумматор 11 посту пает в блок 5 управления и служит напряжением экстраполяции Ез, т.е. напряжение экстраполяции смещается в сторону более положительных значений, где крутизна тока ячейки вы ше за счет снижения тока деполяризатора. Соответственно возрастают параметры экстраполяции и степень компен-. сации остаточного тока,При каждом и-м измерении, напри мер, в системе автоматического контроля каждый раз блоком 5 управления формируется оптимальное Еэ при этом напряжении определяют параметры экстраполяции, после цикларегистрации вольтамперограммы измеряют нескомпенсированную составляющую остаточного тока и по результатамизмерения вводят поправку параметровэкстраполяции путем изменения величины напряжения Е Е э(п) =Е к (и" 1)+К д 1 о (и" 1) . (4)Бб и запоминается поочередно запоминающими устройствами 16 и 17. Таким образом, напряжение экстраполяции удерживается в течение многих часов на ближенно, .то при регистрации второй вольтамперограммы может иметь место недокомпенсация (см, кривую 2 фиг.1) или перекомпенсации (см. кривую 3 фиг.1) при напряжении Е окончания пика В, регистрируемого при поляризующем напряжении Е . При напряжении Е замыкается ключ 12 и напряжение с выхода усилителя 8, 10 пропорциональное, например, д 1 , подается на первый вход сумматора 11, на второй вход которого через контакты ключа 13 с блока 5 управления подается напряжение Е , а на третий 15 вход сумматора 11 через контакты ключа 15 подается напряжение с запоминающего устройства 16,при следую" щем измерении с запоминающего устройства 17. 20Для -й реализации напряжение на выходе одного иэ запоминающих устройств будет 3(1+1)= -Е (1)+КЬ 1 О(Х), (3) формула из обре тения1402916 Составитель Ю.КоршуноТехред А.Кравчук дактор М.Банду К ктор Г.Решетн Тираж 847 каз 2850 3 Подписно В 1303 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,оектная ПИ Государственног о делам изобретени Москва, Ж, Рауш комитета СССРи открытиккая наб., д, 4/