Способ контроля герметичности крепления катионообменной мембраны электрохимической ячейки Советский патент 1989 года по МПК G01N27/28 

Изобретение относится к электрохимическому и электроаналитическому приборостроению, в частности к конструкциям ячеек, содержащих полупроницаемые мембраны или перегородки.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и уменьшение времени, контроля способа контроля герметичности крепления мембраны электрохимической ячейки.

Способ может быть реализован в гальваностзтическом режиме и в режиме инверсионной вольтамперометрии, в последнем случае растворение осажденной ртути проводят в потенцио- статическом режиме и регистрируют ток. О герметичности крепления мембраны или о нарушении герметичности судят по отсутствию либо по появлению пика тока в области потенциалов 400-150 мВ.

На фиг.1 и 2 показан ход кривой в предлагаемых режимах в отсутствие подтекания ионов С1 (электрод сравнения отделен вполне герметично), где кривая - хронопотенциометрия, кривая 2 - вольтамперометрия 2; на фиг.З и 4 - то же, при подтекании ионов Г1, где кривая 3 - хроно42ОС

-

Си

о: |

3 1481667

потенциометрия, кривая 4 - вольтампе- рометрия,

Способ осуществляют следующим образом.

Электрохимическую ячейку заполняют раствором фона KNO., 0,2 М, HNOj 0,02 М - 20 мл, добавляют 0,08 мл раствора 5, М азотно-кислой ртути (II), используют реактивы высоких степеней очистки, бидистилли- рованную воду. В ячейке устанавливают вращающий рабочий электрод торцевого типа из стеклоуглерода, вспомогательный электрод из стеклоуглерода или платины, сборку с закрепленной мембраной заполняют насыщенным раствором КС1, устанавливают в нее хлоросереб- ряный электрод сравнения марки ЭВЛ- IMI и помещают в ячейку. Электроды |из стеклоуглерода предварительно зачищают тонкой шкуркой, полируют рабочий электрод алмазной пастой, излишки пасты снимают фильтровальной бумагой, смоченной спиртом, промывают электроды спиртом и бидистиллатом. Ячейку подсоединяют к потенциостату, устанавливают следующие режимы: потенциал накопления минус 0,8-1,0 В на 10-60 с с вращением электрода, время успокоения раствора 10-20 с при том же потенциале, потенциал перехода в циклический режим 0,7-0,5 В, потенциал регенерации электрода 0,5 В, в гальваностатическом режиме устанавливают ток растворения (1-2) 10 4 А/см видимой поверхности рабочего электрода.

В циклическом режиме прорабатывают рабочий электрод по программе: регенерация, накопление, успокоение в потенциостатическом режиме, растворение накопленной ртути в гальваностатическом режиме. Если мембрана негерметично закреплена и имеет место подтекание, возникает задержка потенциала в интервале потенциалов 0,25- 0,4 В в первых же циклах (фиг. 3), в противном случае в указанном интервале она отсутствует (фиг.1).

Способ можно осуществить в режиме инверсионной вольтамперометрии. В этом случае растворение накопленной ртути проводят в потенциостатическом режиме, регистрируют ток, по появлению пика тока в интервале, потенциалов 0,4-0,15 В судят о наличии подтекания и нарушении герметичности (фиг.4) либо дшксируют отсутствие

пика тока в указанном интервале, если сборка с мембраной герметична (фиг.2), Таким образом производят отбраковку недостаточно герметичных сборок, кроме того, если мембрана герметично закреплена, рабочий электрод элек трохимически отмывают от следов тяжелых металлов в указанных режимах.

Q Пример калибровки электрода по растворам, содержащим ионы серебра в электрохимической ячейке с герметичным отделением электрода сравнения с помощью катионообменной мембраны МФ-4СК,

Рабочий электрод торцевого -типа на основе стеклоуглерода обрабатывают теплой HN03 Ii I, механически тонкой шкуркой, алмазной пастой, промы0 вают спиртом и бидистиллатом, используют следующие электрические режимы: потенциал накопления минус 0,3 В в течение 30 с в перемешиваемом растворе, 10 с - в неперемеюи5 ваемом. Растворение проводят током 25 А до потенциала 0,7 В, регенерируют поверхность рабочего электрода потенциостатически при 0,5 В 30 с в неперемешиваемом растворе.

0 Используют электрод сравнения марки ЭВЛ-TMI, вспомогательный электрод из стеклоуглерода.

В табл.1 приведены результаты калибровки в диапазоне концентраций серебра 40-500 мкг/л.

5

Таблица

Результаты калибровки в диапазоне 4-23 мгк/л Ag при времени накопления 200 с представлены в табл.2.

Таблица2

Имеет место линейная зависимость переходного времени от Г. д Таким образом, предлагаемый способ позволяет отобрать для работы сборку с мембраной, не пропускающую микроколичества С ( Н). Формула изобретения

Способ контроля герметичности .крепления катионообменной мембраны

10

4816676

электрохимической ячейки, включающий заполнение ячейки фоновым электролитом и регистрацию разности потенциалов между электродами или тока, протекающего через ячейку, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения времени контроля, в ячейку с фоновым электролитом состава 0,1- 0,4 М KNO, и 0,01-0,05 М HNO, добавляют раствор 10 s - 10 4 М ионов Hg2, устанавливают потенциал рабочего электрода (-0,8)-(+1,0)В по ХСЭ, проводят осаждение ртути в течение 10-60 с в перемешиваемом растворе, затем в течение 10-20 с в неперемешиваемом растворе, растворяют ртуть в гальваностатическом или потенцио- . статическом режиме до потенциала электрода 0,7-0,5 В, а о нарушении герметичности судят по сдвигу потенциала растворения ртути в область потенциалов 0,4-0,25 В или по появлению пика тока в области потенциа15

20

25

лов 0,4-0,15 В.

Изобретение относится к электрохимическому и электроаналитическому приборостроению ,в частности, к способу контроля герметичности крепления катионообменной мембраны электрохимической ячейки. Цель изобретения - увеличение чувствительности и уменьшение времени контроля. В ячейку с фоновым электролитом состава (0,1-0,4)MKNO₃ и (0,01-0,05)MHNO₃ добавляют раствор 10^-5 - 10^-4 M ионов H²⁺. Устанавливают потенциал рабочего электрода (-0,8⁺ - 1,0)B по ХСЭ. Проводят осаждение ртути в течение 10-60 с. в перемешиваемом растворе, затем в неперемешиваемом растворе. Растворяют ртуть в гальваностатическом или потенциостатическом режиме до потенциала электрода 0,7-0,5 В. О нарушении герметичности судят по сдвигу потенциала растворения ртути в области потенциалов 0,4-0,25 В или по появлению поля тока в области потенциалов 0,4-0,15 В. 4 ил.

ос и/

0,3

до

Л

г2

Ј,с Фиг.1

w

30

20

Ю

0.20#0.6

Фиг4

z

t,c фие.З