Кулонометрическая ячейка для анализа газов Советский патент 1993 года по МПК G01N27/42 

Изобретение относится к области кулонометрического анализа состава газовых и парогазовых смесей, а также газов, растворенных в жидкостях.

Целью изобретения является повышение чувствительности ячейки.

На фиг. 1 и 2 показана ячейка; на фиг. 3 и 4 показано расположение электродов.

Кулонометрическая ячейка имеет разборный корпус из оргстекла, в котором расположены измерительная 1 и вспомогательная 2 камеры, разделенные ионообменной мембраной 3 типа МК-40. В измерительной камере 1 расположены рабочие электроды: генераторный 4 (Г) и индикаторный 5 (И4), размещенные на подпружиненном держателе 6, вариант выполнения которого содержит направляющий стержень 7, пружину 8 и регулировочные гайки 9. Во вспомогательной камере 2 расположены неподвижно вспомогательные электроды: генераторный 4 (Г4) и индикаторный 5 (И), Электроды выполнены из платиновой сетки. Держатель 6 закреплен в центральной части эластичной мембраны 10, выполненной из химически стойкого материала, которая образует мембранную полость 11. Внутри корпуса проходит канал 12, предназначенный для сообщения мембранной полости 11с генератором пневматических импульсов. Анализируемый газ поступает в измерительную камеру 1 по каналу 13, в нижней части которого расположены отверстия 14. Измерительная камера

СО

Ј

а

ю

1 соединена каналом 15 с камерой 16 с запасным электролитом, газовый объем которой сообщается каналом 17 с газовым объемом измерительной камеры 1. На камере 16 установлен обратный клапан 18, выполненный в виде лепестка.

Кулонометрическая ячейка работает следующим образом. . .

Пневматический сигнал (импульс) от генератора пневматических импульсов поступает по каналу 12 в мембранную полость 11. Под действием импульса в мембранной полости 11 появляется избыточное давление, которое действует на эластичную мембрану 10. В связи с этим уменьшается газовый объем в измерительной камере 1 и появляется избыточное давление в камере 16 с запасным электролитом, под действием которого открывается обратный клапан 18, Через него происходит выброс отработанного газа, а канал 13, по которому поступает анализируемый газ, перекрывается электролитом (работает как всасывающий клапан).

При отсутствии пневматического импульса давление в мембранной полости 11 падает до первоначального значения и за счет деформации пружины 8 эластичная мембрана 10 возвращается в первоначальное положение, происходит увеличение газового объема в измерительной камере 1, лепестковый клапан 18 закрывается, и анализируемый газ поступает в измерительную камеру 1 по каналу 13.

Генераторным электродом 4 измерительной камеры. 1 из электролита вырабатывается титрант, например бром, по реакции 2Вг-2е- Вг2.

Анализируемый газ, например SOa, поступая в измерительную камеру 1, вступает в химическую реакцию с титрантом

Н20 + S02 + Вг2 - 50з + 2Н+ + 2Вг.

Избыток титранта восстанавливается на индикаторном электроде 5 по уравнению

Brz + 2e .

Мерой концентрации анализируемого вещества является величина тока индикаторного электрода.

Основным достоинством изобретения является высокая чувствительность ячейки (0,25 мг/м3), которая достигается за счет вибрации электрода при частоте колебаний, например, 5-10 Гц путем интенсивного перемешивания электролита с анализируемым газом, время реагирования при этом не превышает 60 с.

Формула изобретения

Кулонометрическая ячейка для анализа газов, в корпусе которой расположены разделенные ионообменной мембраной измерительная и вспомогательная камеры с размещенными в них индикаторными и генераторными электродами, и камера с запасным электролитом, связанная каналами с измерительной камерой, а также канал для ввода анализируемого газа, отличающая с я тем, что, с целью повышения чувствительности ячейки, в корпусе дополнительно установлена эластичная, выполненная из химически стойкого материала мембрана с образованием полости, соединенной с генератором пневматических импульсов, причем электроды измерительной камеры размещены на подпружиненном держателе, укрепленном в центральной части эластичной мембраны, а на камере с запасным электролитом установлен обратный клапан.

Риг. г

. 4

Использование: анализ материалов с помощью электрохимических средств, определение концентрации любого газового Компонента методом кулонометрического титрования. Сущность изобретения: ячейка содержит измерительную камеру (ИК), вспомогательную камеру (ВК) и камеру с запасным электролитом. ИК и ВК разделены ионообменной мембраной. В ИК и ВК размещены индикаторные и генераторные электроды. ИК имеет канал для ввода анализируемого газового компонента. Камера с запасным электролитом соединена каналами с И К. В корпусе ячейки установлена эластичная химически стойкая мембрана и образована полость, которая соединена с генератором пневматических импульсов. Электроды ИК размещены на подпружиненном держателе. Держатель закреплен в центральной части эластичной мембраны. На камере с запасным электролитом установлен обратный клапан. 4 ил. СО