Способ электрохимического анализа и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01N27/26 

2. Устройство для электрохимического анализа, содержащее электрокимическую ячейку с вспомогательным электродом, электродом сравнения и индикаторным электродом, потенциостат-гальваностат, потенциальный выход которого .соединен с индикаторным электродом, первый вход с электродом сравнения, второй вход - с вспомогательным электродом, отличающееся тем, что, с повьшения чувствительности и свзлективности за счет исключения )злияния фоновых токов, не связанных с растворением анализируемых элементов, устройство

снабжено дополнительным потенциостатом с токовым выходом и дополнительным электродом, размещенным в электрохимической ячейке, причем управляющий вход дополнительного потенциостата соединен через введенньй коммутатор с потенциальным выходом потенциостата-гальваностата, токовой выход дополнительного потенциостата подключен через коммутатор к управляняцему входу потенциостатагальваностата, первый вход дополнительного потенциостата соединен с электродом сравнения, а его выход подключен к дополнительному электроду. 1

1. Способ электрохимического анализа, включающий предварительное катодное накопление анализируемых элементов на индикаторном электроде, последующее анодное растворение их регулируемым заданным аноднь М током и измерение потенциала индикаторного электрода в стадии анодного растворения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности за счет исключения влияния фоновых токов, не связанных с растворением анализируемых элементов, в стадии катодного накопления на введенном дополнительном электроде поддерживают потенциал меньше необходимого для накопления анализируемых элементов, а в стадии анодного растворения на дополнительном электроде поддерживают потенциал, равньш потенциалу индикаторного электрода, при этом через индикаторньй электрод пропускают ток, равньвй алгебраической сумме заданного анодного тока и тока дополнительного электрода.

1

Изобретение относится к измерительной технике,предназначейо для электрохимического анализа материалов и может быть применено в хими еской технологии, биологии и други отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селектийIности за счет исключения влияния фоновых токов, не связанных с растворением анализируемых элементов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - временные зависимости тока и напряжения на электродах электрохимической ячейки.

Устройство содержит электролитическую ячейку 1, в которую помещен исследуемый раствор и введены четыре электрода - вспомогательный 2, электрод сравнения 3, индикаторньтй электрод А и дополнительный электрод 5, Вспомогательный электрод 2 и рлектрод сравнения 3 подключены к потенциостату-гальваностату 6 .и дополнительному потенциостату 7. Выход потенциостата-гальваностата 6 поключен к индикаторному электроду 4, выход дополнительного потенциостата 7 подключен к дополнительному электроду 5. Потенциальный выход 8 потенциостата-гальваностата 6 через коммутатор 9 подключен к управлякмцему входу 10 дополнительнога

-2

потенциостата 7. Токовьй выход 11 дополнительного потенциостата 7 через коммутатор 9 подключен к управляющему входу 12 потенциостата-гальваностата.

В стадии катодного накопления (осаждения) связь между выходом 8 регистратора потенциала потенциостата-гальваностата 6 и управляющим входом 10 дополнительного потенциостата 7 с помощью ко.ммутатора 9 отключают связь между токовым выходом 11 дополнительного потенциостата 7 и управляющим входом 12 потенциостатагальваностата 6 с помощью коммутатора 9 также отключают} на индикаторном электроде 4 с помощью потенциостата-гальваностата 6 поддерживают потенциал, обеспечивающий для всех 1определяемых компонентов токИ осаждения, равные по величине предельным Токам определяемых компонентов в анализируемом растворе, на дополнительном электроде 5 с помощью потенциостата 7 поддерживают потенциал, по величине меньший потенциала предельного тока наименее электроотрицательного из определяемых компо- нентов.

В стадии анодного растворения между вспомогательным электродом 2 и индикаторным электродом 4 с помощью потенциостата-гальваностата 6 поддерживают режим заданного анодного тока. При этом электрический

3

сигнал, пропорциональный изменяющемуся потенциалу индикаторного электрода 4, подают на управляющий вход 10 дополнительного потенциостата 7. На дополнительном электроде 5 поддерживают потенциал, равный изменяющемуся потенциалу индикаторного электрода 4, с помощью дополнительного потенциостата 7. Электрический сигнал, пропорциональный току, протекающему через дополнительный электрод 5, с токового выхода 11 регистратора тока через включенный коммутатор 9 подают на управляющий вход 12 потенциостатагальваностата 6. Таким образом, величина тока, протекающего через индикаторный электрод 4, равна алгебраической сумме заданного тока и тока, протекающего через дополнительный электрод 5.

В стадии анодного растворения часть заданного анодного тока расходуется на заряд емкости электрода 4 и на восстановление окислителей,имеющихся в растворе, например ионов ртути. Изменякщийся при этом потенциал индикаторного электрода 4 поддерживают на дополнительном электроде 5, через который начинает протекать изменяющийся ток, характеризующий заряд емкости дополнительного электрода 5 и восстановление окислителей, имеющихся в растворе. При этом происходит компенсация влияния емкостного тока и тока восстановления окислителей путем прибавления их к заданному току индикаторного электрода.

Пример. На фиг. 2 изображены: кривая 13 - зависимость от времени потенциала индикаторногоэлектрода 4 относительно электрода сравнения 3 для анодного растворения одного компонента заданным током до реализации предлагаемого способа, причем на участке 14 потенциал быст732904

ро изменяется от потенциала катодно го накопления до области задержки потенциала 15, в которой происходит растворение компонента, а затем на 5 участке 16 потенциал быстро изменяется до начала растворения следующе.го компонента , кривая 17 - зависимость тока дополнительного электрода 5 от времени при воздействии на

10 дополнительный электрод 5 изменяющимся во времени потенциалом индикаторного электрода 4 без подключения токового выхода 11 через комтчутатора 9 к управлякщему входу 12 поте 1циалаf5 гальваностата 6, причем участки 18 и 19 соответствуют увеличению емкостей составлякяцей тока на участках быстрого изменения потенциала 14 и 16 кривой 13, а участок 20 кривой 17 соответствует восстановлению компонентов раствора на дополнительном электроде 5, кривая 21 - зависимость потенциала индикаторного электрода 4 от времени при реализации

5 предлагаемого способа, причем участок 22 кривой 21 соответствует быстрому изменению потенциала до растворения компонентов, участок 23 - раст- ворению определяемого компонента, а

0 участок 24 - быстрому изменению потенциала до растворения следующего компонента.

При этом происходит улучшение фронтов сигнала, представленных на кривой 21 участками 22 и 24 по сравнению с участками 14 я 16 кривой 13 за счет компенсации емкостного тока, что повышает селективность анализа, 0 а за счет компенсации фонового тока увеличивается полезный сигнал (в данном случае время растворения определяемого компонента), т.е. удлиняется участок 23 кривой 21 по сравнению 5 с участком 15 кривой 13, что обеспечивает снижение предела обнаружения компонента.

у, 13

П

15

17

ни- t

V 21

22

23

i

Фиг.2