СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ИССЛЕДУЕМОГО Советский патент 1973 года по МПК G01R19/155 

1

Изобретение относится к способам определения потенциала исследуемого электрода в электрохимической ячейке и может быть использовано в исследованиях электрохимических процессов при контролируемом потенциале ИЛИ токе исследуемого электрода.

Известен способ уменьшения погрешности поддержания заданного значения потенциала исследуемого электрода в исследоваииях электрохимических процессов при контролируемом потенциале и использующий принцип положительной обратной связи по току, вводимой через орган регулирования потенциала - потенциостат.

Однако этот способ пригоден только для исследования электрохимических процессов при контролируемом потенциале исследуемого электрода и не пригоден для других методов, в которых также необходимо определять потенциал исследуемого электрода по напряжению между исследуемым электродом и электродом сравнения при протекании через электрохимическую ячейку электрического тока. Не обеспечивается возможность объективиой оценки потенциала исследуемого электрода по напряжению между исследуемым электродом и электродом сравнения, так как указанная погрешность при этом не компенсируется.

По предлагаемому способу в цепь между исследуемым электродом (ИЭ) и общей заземленной шилой вводят напряжение UK, равиое по величине и противоположное по знаку падению .напряжения в электролите (f/p) между исследуемым электродом и электродом сравнения. При этом, в случае полной компенсации указанной погрешности, потенциал исследуемого электрода будет соответствовать

разности потенциалов (Uo) между электродом сравнения и общей шиной системы.

Степень компенсации при этом оценивается по форме импульса, упомянутого выще напряжения (f/o), возникающего под воздействием короткого прямоугольного импульса тока, пропускаемого через ячейку, или по изменению того же напряжения при разрыве токовой цени ячейки. Предлагаемый способ поясняется схемами

на фиг. 1 и 2. Схемы содержат электрохимическую ячейку / с исследуемым электродом 2, вспомогательным электродом 3 и электродом сравнения 4, инвертирующий усилитель 5 постоянного тока с регулируемым коэффициентом передачи (Къ), сопротивления 6, 7 « 8. Схемы содержат, кроме того, дифференциальный усилитель 9 постоянного тока с фиксированным коэффициентом усиления (Kg). Компенсация падения напряжения в электролите между исследуемым электродом -и

электродом сравнения происходит следующим образом.

В схеме (фиг. 1) компенсирующее напряжение создается путем включения выхода инвертирующего усилителя 5 между исследуемым электродом 2 электрохимической ячейки / и общей ЩИБОЙ системы, на вход которого через согласующий дифференциальный усилитель 9 подают напряжение, пропорциональное падению напряжения на резисторе Кв, включенном последовательно с электрохимической ячейкой }. Коэффициент передачи усилителя 5 может регулироваться изменением соотношения сопротивлений 8 и 7.

Для этого варианта компенсирующее напряжение равно:

,K,K,.(1)

Очевидно, что условием компенсации является выполнение равенства , а в общем случае:

f/. В, + /,р - ,(2)

где f/iia фиэ - Фэс - разность Потенциалов между исследуемым электродом и электродом сравнения.

При выполнении равенства Rf,R&KbKg (3) выполняется требование . Равенство (3) может быть получено как подбором величины сопротивления R&, так и регулировиГ.Г

кои Л5.

В случае, когда падение .напряжения на ячейке велико (десятки-сотни вольт, что имеет место при разделении анодного и катодного пространства краном или диафрагмой) сопротивление R целесообразнее включать последовательно с исследуемым электродом.

Для этого варианта ик -InRsKsKs, тогда

+ + ,.(4)

Условие компенсации при этом:

,(,-l).(5)

Условие (5) обеспечивается изменением тех же величин, что и для варианта схемы фиг. 1. Схема, показанная на фиг. 2, отличается тем,

что компенсирующее напряжение создается путем подключения исследуемого электрода 2 ячейки / к инвертирующему входу «- дифферепциального усилителя 5, который охвачен параллельной отрицательной обратной связью через сопротивление 6 и положительной обратной связью через делитель напряжения на сопротивлениях 7 и 8, на неинвертирующий вход . Если обозначить коэффициент передачи делителя , то компенсируR + RS

ющее .напряжение будет равно

к - - , ff () 1 + Лб (1 - т)

Тогда ,

г/ - // 4-АЛ // (6 1) /7N

U,U, + i,t ,()-

Условие компенсации

п D ( - 1)

- 1 + /с.(1-)

(8)

Выполнение условия (8) может осуществляться изменением величины сопротивлений Лб-Ra или коэффициента передачи усилителя /Сб.

Предмет изобретения

Способ определения потенциала исследуемого электрода, основанный на пропускании коротких импульсов тока между вспомогательным и исследуемым электродами трехэлектродной электрохимической ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и исключения зависимости от методов исследования электрохимических процессов, связанных с протеканием тока через электрохимическую ячейку, между исследуемым электродом и общей заземленной щиной подают напряжение, равное по величине и обратное по анаку падению напряжения в электролите, и определяют потенциал по .напряжению между электродом сравнения и общей шиной.

К регистратору тока

VI

Uo

8

И

(+)