Способ кулонометрического анализа Советский патент 1979 года по МПК G01N27/42 

1

Изобретение касается электротехнических методов анализа и может использоваться для определения малых количеств вещества.

Известный способ кулонометричаского анализа с использованием развертки потенциала рабочего электрода электролитической ячейки. Определение количества элемента в этом способе проводилрсь по площади между кривыми сила тока-время 1.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ кулонометрического анализа, заключающийся в линейной развертке потенциала определяемого элемента, при этом записывают зависимость тока электролиза от потенциала, а содержание определяемого элемента оценивают по максимальной величине тока (с учетом величины фонового тока) 2.

Недостатками такого способа анатиза являются зависимость максимальной величины тока электролиза от скорости изменения потенциала, что приводит к погрешности анализа при изменениях скорости развертки в процессе анализа, а также необходимость записи фонового тока для его учета.

Цель изобретения - повышение точности н упрощение анализа.

Это достигается тем, что ток электролиза интегрируют при прямом и обратном направлениях линейной развертки потенциала н определяют содержание анализируемого элемента по разности велоткн интегралов. Интегрирование тока электролиза существенно снижает влияние нестабильности скорости развертки на результат анализа, а использование двух направлений развертки потенциала (прямого и обратного) в сочетании с интегрированием тока позволяет автоматически учесть фоновьш ток.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зависимость потенциала рабочего электрода от времени (прямая и обратная развертка потенциала в области формального потенциала ЕО определяемого элемента) (а) и зависимость тока электролиза от времени или, что то же самое при линейной развертке, от потенциала; Cfqj - фоновый ток (б).

При проведении кулонометрического анализа по предлагаемому способу раствор с определяемым элементом помешают в трехэлектродную

электролитическую ячейку и линейно увеличивают и уменьшают потенциал рабочего электрода с прмощью потенциостата.

Измене1шя потенциала осуществляют в областа формального потенциала ЕО определяемого элемента (эпюра а чертежа). При совпадении мгновенного значения потенциала рабочего электрода с формальным потенциалом определяемого элемента величина тока электрояиэа достигает экстремума. Вид экстремума (максимум или минимум) зависит от направления развертки (эпюра б чертежа). Полярность фонового тока . Зф, в отличие от полярности тока электролиза определяемого элемента,не зависит от направления развертки. Поэтому при интегрировании тока электролиза отдельно при и обратном направлениях развертки (и при условии совпадения потенциалов начала и конца интегрирования) разность величин полученных интегралов будет пропорциональна только содержанию определяемого элемента и не будет зависеть от величины фонового тока Оф.

На эшоре б указанные интегральг токов для наглядности выделены различной штриховкой - площадь с вертикальной штриховкой соответствует интегралу тока при прямом направлении развертки, а площадь с горизонтальной штриховкой - Ш1тегралу тока при обратном направлении развертки. При колебаниях скорости развертки потенциала величины токов электролиза в экстремуме изменяются, однако величины 1штегралов сохраняются неизменными, что повьпиает точность и чувствительность анализа. Отсутствие необходимости измерять фоновый ток упрощает процесс анализа.

Предаожённый способ проверялся нами на ряде электрохимических систем ( , Fe : /Fe2fpuVPu).

В качестве примера приводятся определения малых содержаний железа.

Использовалась трехэлектродная ячейка с платиновь лш электродами. Количество железа в ячейке 2,81 мкг. В качестве электролита применялась 1 М HCI. Область изменения потенщ1ала

рабочего электрода - от +200 мВ до +700 мВ (и обратно) относительно насыщенного каломельного электрода. Скорость развертки составила 2 В/час. Фоновый ток в условиях опыта составлял

10 мкА. Ток в точках экстремумов составлял соответственно 12,9 мкА и 7,1 мкА.

В качестве интегратора использовался преобразователь напряжение-частота класса 0,1 со счетчиком импульсов типа Ф 588.

Показания интегратора при измерениях в указанных условиях составлйли 9,68 кл. Учитьшая известное соотношение

А-а

W 7

96500-л

где Vy - количество вещества; А - атомный вес элемента; п - число электронов, принимающих участие в реакции;

Q - количество электричества, прощедшее через ячейку, указанному количеству электричества соответствует (X 55, 84, п) количество железа W 2,80 мкг (примечание : показатшя интегратора подставляли в формулу с коэффициентом 0,5). Погрепшосгь анализа составила S 0,3%.

Формула изобретения

Способ кулонометрического анализа, заключающийся в линейной развертке потенциала определяемого элемента с интегрированием тока электролиза, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения анализа,

ток электролиза интегрируют при прямом и обратном направлениях разбертки потенциала и по разности величин интегралов определяют содержание анализируемого элемента.

Источники информации, принятые во вниманпе при экспертизе

1. Делакей П. Новые приборы и методы в электрохимии. М.-Л., 1957, С.34}.

2.Склярешсо И.С., Чебукова Т.М. ЖАХ, 26,3, с. 4,67,1971.

- Е.