Способ определения содержания окисляющихся органических примесей в воде Советский патент 1985 года по МПК G01N27/48 

.1 Изобретение относится к физико-химическим методам анализа водных растворов и может быть использовано в аналитической химии в процессе контроля производственных процессов и состава окружающей среды. Известен способ определения содержания окисляющихся органических примесей, при котором расход окисли теля ран та служит мерой содержания окисляющих примесей. Например, методика бихроматной окисляе юcти используется для оценки показателей качества природных и сточных вод Недостаток данного способа большая трудоемкость и наличие мето дической погрешности из-за присутст ствиЯ неорганических вещест1в, которые могут подвергаться окислению. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения содержания окис лякнцихся органических примесей в воде, заключающийся в вьвдержке в исследуемой среде платинового рабо чего электрода при потенциале максимальной адсорбции в течение Ш-600 с, пропускании через исследуемую среду измерительного импуль са тока и измерении количества электричества, прошедшего через электрод во время импульса 2.. Основным недостатком способа яв ляется то, чтЪ реализуемая измерительная процедура является косвенной. При этом на результат измерения влияет как адсорбция органичес ких частиц, так и адсорбция водоро да,из-за чего практически невозможно провести измерение окисляющихся пр месей с относительной погрешностью меньшей 15%, Цель изобретения - повьпнение то ности измерения количества окисляю ацтеся примесей в воде. Эта цель достигается тем, что согласно способу определения содер жания окисляющихся органических примесей в воде, заключающемуся в в щержке в исследуемой среде плати нового рабочего электрода при потенциале максимальной адсорбции в течение 10-600 с, пропускшши чере исследуемую среду измерительного импульса тока и измерении количест ва электричества, прошедшего через электрод во время импульса, исполь 4I .2 зуют треугольный измерительный импульс длительностью 0,01-0,5% от длительности вьщержки электрода при потенциале максимальной адсорбции с максимальной величиной амплитуды, равной потенциалу выделения кислорода, раздельно определяют количество злектричества, прошедшего через электрод при восходящей и спаДающей составляющих импульса и по их относительной разности судят о содержании окисляющихся органических примесей. На чертеже изображено устройство для реализации способа определения содержания окислякнцихся органических примесей в воде. . Устройство содержит программное задающее устройство (ПЗУ) 1, которое определяет программу воздействия на исследуемый объект в виде заданной последовательности скачков напряжения для катодно-анодной обработки поверхности рабочего электрода ячейки с последующим изменением напряжения по закону треугольника. Креме того,-в ПЗУ входит логическое устройство, осуществляющее, согласно заданной программе, необходимую коммутацию, и управ-. ление коммутирующими элементами и компенсационно-уравновешивающим устройством. . Устройство автоматического регулирования Потенциала рабочего электрода содержит резисторы 2 и 3, регулирующий усилитель 4, электрохимическую ячейку 5 с вспомогательным электродом 6, электродом 7 сравнения и рабочим электродом 8, усилитель 9 с резистором 10 в цепи отрицательной обратной связи и согласующий усилитель J1. Регулирующий усилитель 4 выполняет функ- цию электронного регулятора, обес- печивакщего регулирование потенциала рабочего электрода и сумматора внешних воздействий. Согласующий усилитель 11 с коэффициентом передачи, равным единице, осуществляет функцию согласования цепи электрода сравнения электрохимической ячейки с выходной цепью регулирующего усилителя 4 и дозволяет регистрировать потенциал рабочего электрода стандартными приборами. Токовый усилитель 9 представляет собой преобразователь ток - напряжение и 3 обеспечивает иямерение тока электро химической ячейки и согласование с регистратором тока. Интегрирующее устройство, (интех-ратор) 12, предназначенное для получения выходного сигнала, пропорционального интегралу входного тока л коммутирующие эл менты ключи 13 и 14. Запоминающее устройство 15 предназначено для запоминания информативных сигналов Заданный момент времени. Компенсационно-уравновешивающее устройство 16, предназначено для регулирования масштаба преобразования сигнала под данную поверхность рабочего электро да ячейки, вычисления и индикации результатов измерения. В устройстве используется трехэлектродная ячейка, содержащая измерительный платиновый микроэлектрод:, вспомогательный электрод (коррозионноустойчивый в данном растворе: платина или металлы платиновой группы, стеклоуглерод, графит, окисные электроды на основе титана) и электрод сравнения. Измерения можно проводить и в двухэлектродной ячейке, если использовать в качестве вспомогательного элек- рода электрод, потенциал, кото рого не меняется при изменении поля ризации (например, наводорожениый большой палладированный электрод). Выбор платинового рабочего электрода связан не только с его способностью адсорбировать все органические вещества, как это обосновано в известном устройстве, но и с тем, что платина является лучшим электро дом-катализатором для окисления всех органических примесей. Измерения проводятся в растворе 1н HjSO, в который без какой-либо предварительной подготовки добавляется проба исследуемой воды и на электрод подается сложный потенциодинамический И1«шульс, включающий предобработку: катодно-аноднуто активацию, вьвдержку при потенциале адсорбции ,й В в течение времени выдержки 10-600 с и наложение треугольного импульса в области потенциалов (+0,4 )-(-И ,6 )В. Сформированная программа воздействия на рабочий электрод в виде заданной йослёдовательности скачков напряжения для катодно- анодной обработки поверхности электрода е 414 Последующим измерением напряжения по закону треугольника с заданной амплитудой и скоростью поступ ler на вход регулирующего усилителя Токовьгй сигнал с выхода токового усилителя.9 поступает на вход интегрирующего усилителя. В процессе прохождения последовательности скачков напряжения для катодноанОдной обработки поверхности электрода ключ 13 замкнут, а ключ 14 разомкнут. После окончания выдержки if, в момент начала линейной развертки ключ 13 размыкается, а 14 замыкается и токовый сигнал, полученный в результате воздействия спадающей ветви линейнО-изменякяцегося напряжения, поступает на вход интегрирующего устройства 12 и на запоминающее устройство 15. В результате на выходе 12 получаем величину количества электричества О HiJ: где и., - напряжение на выходе 12, соответствующее спадающей ветви треугольного импуль, постоянная времени интегратора 12;, fMSM сопротивление резистора 10 в цепи отрицательной обратной связи токового усилителя 9. После окончания длительности спадающей ветви t треугольного импульса ключ 13 замыкается, а ключ 14 - размыкается и величина й. запоминается запоминакяцим устройст- Бом 15. Через заданный промежуток времени ijy, обусловленный временем срабатывания ключей (ЗЛА ключ 13 вновь размыкается и токовый сигнал с выхода усилителя 9 в результате воздействия восходящей ветви треугольного импульса поступает на вход интегратора 12. В результате на выходе 12 получаем величину количества электричества где L/2 - напряжение на выходе интегратора 12, соответствующее восходящей ветви треугольника импульса.

Сигналы а и а, иоступают на вход устройства 16, на выходе которого получаем информативный сигнал

i-, пропорциональный содержа11ИЙ окйсляющихся органических прийесей в воде..

Технический эффект реализации предлагаемого способа по сравнению с нзвестньм закш)чается в том, что измеряют количество электричества, идущее непосредственно на окисление адсорбированных органических частиц, т.е. этот метод является прямым, что позволяет

157441

измерять искомую в.еличину с большой точностью 5%. При этом использование измерительного импульса треугольной формы позволяет прн однократном измерении определять количество электричества, идущее на V окисление органических частиц и на другие процессы на поверхности электрода (например, окисление

0 поверхности), которые рассматриваются и вычитаются как фоновые,и одновременно, используя восходящую ветвь импульса, провести нормирование измеряемой величины, при этом

,15 длительность измерительной процедуры не превышает 3 мин.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОКИСЛЯЮЩИХСЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ПР МЕСЕЙ В ВОДЕ, заключающийся в вьще ке в исследуемой среде платинового рабочего элeктpoдг при потенциале максимальной адсорбции в течение 10-600 с, пропускании через исследуемую среду измерительного импульса тока и измерении количества электричества, прошедшего через электрод во время импульса, о т ли чающий с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, испол1 зу1от треугольный измеритель- , ный импульс длительностью 0,01-0,5% от длительности водержки электрод при потенциале максимальной адсорбции с максимальной амплитуды, равной потенциалу выделения кислорода, раздельно определяют количество электричества, прошедше- го через электрод при восходящей и спадающей составляющих импульса и по их относительной разности судят о содержании окисляющихся органических примесей.