Полярограф

(5) )М, Кл. С О 1 М 27/48 Геаудврстиенвый квчвтет пв делан изобретеиий и открытий(72) Автор изобретения К, В, Сиразиев Казанский ордена Трудового Красного Знаме т авиацйонный институт им, Л. Н. Т уполева(54) ПОЛзЧРОГРАФ Изобретение относится к электро- химическим методам анализа и может быть использовано в полярографическом приборостроении.Известны полярографы, работа которых основана на поляризации ртутно-ка-пельного электрода постоянным (медленно изменяющимся) напряжением и регистрации тока ячейки. Полярографы включают последовательно соединенные источник постоянного (медленно изменяющего10 ся) поляризующего напряжения, ячейку, регистратор 1 11.Однако данные устройства имеют невысокую точность анализа при низких концентрациях деполяризатора, обуслов-ленную наличием тока заряжения (емкостного тока).Существуют различные устройства для уменьшения вредного влияния емкостно 2 О го тока.Наиболее близким к предлагаемому является полярограф, включающий помимо последовательно соединенных источника постоянного или медленно изменяющегося ноляризующего напряжения,ячейки и регистратора - блоки, позволяюшие выделить фарадеевскую составляющую тока из общего тока ячейки 2.Но так как в известном полярограе измерение тока проводится лишь вдвух точках за время жизни капли ив момент Измерения не исключены случайные выбросы измеряемого сигнала,воспроизводимость измерений невысока.Целью изобретения яьляется повышение чувствительности и точности измерений,Поставленная цель достигается тем,что в полярограф, включающий последовательно соединенные источник постоянного или медленно изменяющегося поляризующего напряжения, ячейку, а такжесинхронизатор, масштабный усилитель,вычитающее устройство и регистратор,дополнительно введены диФФеренцирующее устройство со сбросом в концежизни каждой капли, умножитель и ге( -( 35 где Фи В нератор степенных Функций, при этом выход ячейки подключен к входу дифФеренцирующего устройства и к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом генератора степенных Функций, а выход через масштабный усилитель подключен ко второму входу вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом дифФеренцирующего устройства, а выход - с регистратором, выход синхронизатора соединен с синхронизирующими входами ячейки, дифференцирующего устройства и генератора степенных Функций.На фиг. 1 показаны сигналы фараде - 15 евского 1 ф и емкостного 1 С токов ртутно-капельного электрода (график а( и те же сигналы на выходе вычитающего устройства после 1)ежектирования ,) .)и 1 С (график б); на фиг. 2 - блоксхема предлагаемого устройства.Известно, что изменение емкостного тока в течение жизни капли описывается степенной зависимостью (фиг,1 а)В,.-О(1) где В - неизвестный коэффициент;время,Общий ток ячейки равен сумме Фарадеевского и емкостного токовч)+ "с (2) 30Используя существенное разли%ие н Форме. этих токов и известный закон изменения емкостного тока, можно провести его режекцию (подавление), с помощью соотношения производная порядка ОС;- любое число больше нуля;- любое действительное число;- коэффициент пропорциональности;Г(ф,Г(1 щ-а) - полные гамма Функции,Из уравнения (3) видно, что производную порядка .рт функции Вс можноИ-о 1.получить, умножая ее на 1 и на коГ( +И(эффициентРежекция емкоГ(+И150стного тока заключается в выполнении следующих операций. Сигнал такаячейки дифференцируют в течение жизни каждой капли и одновременно умножают ток ячейки на сигнал, пропорциональный времени, прошедшему с моментаотрыва предыдущей капли, в степени,равной порядку дифференцирования с отрицательным знаком, после чего усили 1вают и вычитают результат последнейоперации из результата операции дифференцирования. Учитывая сказанноеи принимая во внимание уравнения (1),(2), (3), алгоритм режекции записывают следующим образом:(здесь О сТ) фгде Т - период капания;К - масштабный коэФфициент.Из уравнения (4) следует, что выбирая К=Г(1-(Г(.) получим, независимо от с, подавление емкостного тока, следовательно, повышение чувствительности и точности анализа, таккак второй член выражения (4), пропорциональный мешающему емкостному току, равен нулю (Фиг. 16).В частном случае обратных реакций(фиг. 1 а)Ф1(бгде А - неизвестный коэффициент,пропорциональный концентрацииУдеполяризатора,В результате преобразования ( 4 ) ловлезный сигнал выделяется в внейгр-)ГО+ -4,) Г(--4.)Например, при о(.= 1 имеется (Фиг.16)полезный сигнал в виде гм 0,83 Ай ,Устройство для осуществления предлагаемого способа ( Фиг. 2 ) содержитисточник 1 постоянного (медленно изменяющегося) поляризующего напряжения,ячейку 2 с ртутно-капельным электродом, дифференцирующее устройство 3с периодическим сбросом в конце жизни каждой капли, умножитель 4, масштабный усилитель 5, вычитающее устройство 6, регистратор 7, синхронизатор 8 и генератор 9 степенных функций,.Источник 1 подает на рабочий электрод ячейки 2 поляризующее напряжение.Ток ячейки 2 дифференцируется дифференцирующим устройством 3 и подаетсяна первый вход вычитающего устройства 6. Одновременно ток ячейки 2 подается на. вход умножителя 4, где умножается на степенную функцию времени,представляющую собой сигнал, пропорциональный времени, прошедшему с момента отрыва предыдущей капли, в степени, равной порядку дифференцирования с отрицательным знаком, который подается на второй вход умножителя выхода генератора 9. Сигнал с выхода умнажителя 4 через усилитель 5 с коэффициентом усиления, выбранным согласно выражению 4, поступает на второй вход вычитающего устройства 6, с выхода которого разностный сигнал подается на регистратор 7. Синхронизатор 8 соединен с синхронизирующими входами ячейки 2, дифференцирующего устройства 3 и генератора 9 степенных функций и осуществляет синхронизацию их работы с частотой капания ртути в ячейке.Изобретение позволяет также выделять и регистрировать емкостную составляющую тока при наличии диффузионной. Для этого достаточно лищь изменить коэффициент усиления масштабного усилителя, который легко находится из выражения 4 7 для условия реакции фарадеевского тока.Полярограф имеет чувствительность по кадмию 10 мольл Точность измерений+2 отн.Е.Формула изобг зтенияПолярограф, включающий последовательно соединенные источник постоян Ф 890221 бного или медленно изменяющегося поляризующегася напряжения, ячейку, а также синхронизатор, масштабный усилитель, вычитающее устройство и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чувствительности и точности анализа, в него введены дифференцирующее устройство сосбросом в конце жизни каждой капли,1 О умножитель и генератор степенных функций, при этом выход ячейки подключенк входу дифференцирующега устройства и к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходомЗ генератора степенных функций, а выходчерез масштабный усилитель подключенко второму входу вычитающего устройства, первый вход которого соединенс выходом дифференцирующего устройст 20 ва, а выход - с регистратором, выходсинхронизатора соединен с синхронизирующими входами ячейки, дифференцирующего устройства и генератора степенных функций2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Брук Б.С. Полярографические методы. М "Энергия", 1972, с, 4, 352. Авторское свидетельства СССРзо по заявке Р 2801254, кл. 6 01 й 27/48,1979 (прототип).И 2 Заказ 10959/70 Тираж 910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва ЖРаушская наб., д. 4/5