Устройство для контроля полярографических приборов Советский патент 1977 года по МПК G01N27/48 

зисгорсж 4 н 5 соответствует объемному сопротивленшо раствора, а величина резисторА 4 - максимальной части объемнщ о сопротивлениЯе которая может быть сксиипенсирована при использовании электрода срав- нения для получения сигнала обратной свя-. аи потенциостата, являющегося частью современных полярографов. Конденсатор 6 отображает емкость двойного слоя на границе индикаторного электрода с раствором, в котором и - напряжение, соответствующее поляризующему потенциалу на этой границе. Диоды 7,8, 9 с источниками 10 и 11 образуют нелинейные двухполюсники,воспроизводящие сопротивление электрохимической реакции для стационарного тока ., Усилитель 12 является дробно-дифференцирую щим усилителем постоянного тока. Известно, что для типичных полярографических условий ток Зд обратимой электрохимической реакции, протекающей в ячейке при сферическом стационарном электроде и произвольном изменении во времени поляризующего напряжения U (t), состоит из суммы стационарного 3„ и нестацио- нарногоДд токов, при этом зависимость J от tJ(i) определяется выражением. Пз -С«Г5Г)С/2а}.и(1)..., гдеSфункция flU(t)(l)-Ui/2 где гг - число валентных электронов; F - число Ферадея; 3 и а - соответствен но площадь и радиус индикаторного электро да; С, - исходная концентрация деполяриза тора в объеме электролита; R - универсальная газовая постоянная; U j;2 - потенциал полуволны деполяризатора; Т) - коэффициент диффузии. Из выражений (l) и (2) следует, что стационарная составляющая тока За может быть воспроизведена в устройстве путем включения в него нелинейного активного двухполюсника с вольт-амперной характерио тикой, соответствующей выражению (2). Можно показать, что нестационарная сос тавляоощая тока электрохимической реакции Пд равна произведению стационарного тока У Qf-. на /Jto (коэффициент K a/D,iw- ксж лексная углорач частота). Известно, что мн житель Vj to соответствует математической операции дробного дифференцирования половинного порядка. Следовательно, нестационарный ток электрохимической реакции может быть воспроизведен в устройстве путем включения в него дробно-дифференцирующего усилителя тока, на вход которого подается стационарный ток . Вольт амперная характеристика такого цвухполюсника, составленного диодами и источниками ЭДС соответствует выражению (2) при условии, что диоды идентичны, рабочая область электродных потенциалов на клемме lU-Е 1 , Uj Тс9Ш и ,с я . соответствуют Эс полному и емкостному токам, а также стационарному и нестационарному токам электрохимической реакции в ячейке. Устройство работает следующим образом. При контроле полярографа в режиме работы с двухэлектродной ячейкой клеммы 1 и 2 устройства подключаются к соответствующим гнездам полярографа, предназначенным для соединения с индикаторным и вспомогательным электродами ячейки, а клемма 3 остается свободной. При этом к устройству подводится от потенциостата полярографа поляризующее напряжение (выходное сопротивление лстенциостата практически равно о). Это напряжение вызывает протекание через устройство полного тока J, который и измеряется полярографом. Так же, как и в реальной ячейке, этот ток создает падение напряжения на общем сопротивлении резисторов 4 и 5, так что электродный потенциал оказывается меньше поляризующего напряжения. Так же, как и в реальной ячейке,для получения нормальных полярограмм необходимо, чтобы общее сопротивление резисторов 4 и 5 было небольшим и много меньще общего сопротивления нелинейного двухполюсника. Емкостная составляющая Л. общего тока образуется за счет протекания через конденсатор 6, При указанных соотнощен1{Ях между сопротивлениями ток С/ определяет ся общим сопротивлениемТ g нелинейного двухполюсника, при этом р практически отсутствует обратная связь с выхода на вход усилителя 12, поэтому нестационарный тос электрохимической реакции равен Ks/J. дн 3с Составляющей тока, равной U/R, в общем токе, можно пренебречь. Тогда устройство по своим электричесйим свойствам оказывается аналогичным электрохимической ячейке. При контроле полярографа в режиме работы с трехзлектродной ячейкой устройство работает точно также за исключением тогэ, что кроме клемм 1 и 2 к полярографу подключается клемма 3, соответствующая электроду сравнения. Перемещение подвижного контакта резистора 4 эквивллентно перемещению электрода сравнения относительно индикаторного электрода в реальной ячейке. Использование параллельного соединения цвух нелинейных двухполюсников 7,10 и 8, 9,11 с разными значениями источников ЭДС 10, il и обратного тока диода позво ляет воспрЪйзвести в устройстве электричес кие свойства ячейки с многокомпонентным раствором и различной концентрацией отдел ных компонентсв. Формула изобретения Устройство для контроля полярографических приборов, содержащее двухполюсник в Виде последсжательно соединенных резисторов и конденсаторов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены дробно-дифференцирующий усилитель и полупр(жодник жые диоды, при этом в цепь обратнсй связи усилителя включены встречно-параллельно соединенные цепи-первая, состоящая из последовательно соединенных источника тс«а и диода, и вторая - из двух встречно-соединенных диодов и источника тока, я входные клеммы соединены через резисторы с выходом усилителя, зашуитированным конце нсатор ом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Доклады АН СССР, т. 151, NJ в, 1963, с. 38. 2.Авторское свидетельство СССР № 497864, кл. В 28 Д 1/32, 22.6.72.