Устройство для полярографическогоАНАлизА Советский патент 1981 года по МПК G01N27/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Изобретение относится к электрох мическим методам анализа и может бы использовано в полярографическом приборостроении. По основному авт.св. № 684425 известен способ полярографического анализа, заключакнцийся в том, что при наложении на ячейку с ртутнркапельным электродом постоянного (медленноизменяющегося ) поляризующего напряжения из общего тока ячейки путем избирательной фильтрации вьщеляют переменную составляющую с частотой, равной или кратной частоте изменения площади ртутного электрода, а затем проводят фазовое отделение фарадеевской частк тока от емкостной с ее последующей регистрацией. Известно также устройство дпя осу ществления этого способа, состоящее из источника постоянного (медленноизменяющегося) поляризующего напряжения, потенциостата, электрохимической ячейки с ртутно-капельилм электродом, избирательного усилите-ля, синхронного детектора, регистра тора, генератора усилителя, генератора частоты капания, устройства сброса кашш, умножителя частоты и регулируемого фазовращателя, Дпя фазового отделения фарадеевской составляющей тока От емкостной фазы опорного сигнала, поступающего с регулируемого фазовращателя на синхронный детектор, фарадеевская составу ляющая должна быть выбрана равной 90 по отношению к емкостной составляющей тока С 13« Недостатком такого способа и соответствующего ему устройства являет ся слабая степень разделения фарадеевской и емкостной составляющих тока ячейки при низких концентрациях вследствие того, что емкостной ток при зтом существенно превосходит фарадеевский, в результате чего снижается точность и чувствительность анализа. Цель изобретения - повьшеиие точности и чувствительности полярографи ческого метода анализа. Указанная цель достигается тем, что в устройство для полярографического анализа между электролитической ячейкой и входом избирательного усилителя включен умножитель, а между выходом устройства сброса капли и вт рым входом умножителя включен генератор степенной функции времени. На фиг. 101 показаны сигналы фара деевского/1ф и емкостного i токов ртутно-капельного электрода; фиг. 16 - то же, на выходе умножителя ф и i, ; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства. Известно, что изменение емкостного тока в течение жизни капли описывается степенной зависимостью (фиг.1 -f/2. в - неизвестный коэффициентj t - время. Общий ток ячейки равен сумме фара деевского и емкостного токов i(2) Известно, что отклик избирательно го усилителя на входной сигнап вида f(t)4- С , (3) гдef(t) функция времени; С - постоянная величина, не зависит от С. Отскда , что влияние емкостного тока на результат анализа можн устранить, если преобразовать . фор мулу (2) в следующий вид i : ( xi) I |фи; -Не где i (t)- функция времени; ii - постоянная величина. & В таком случае отклик избирательног усилителя не зависит от i . Для эт го формулу (2) умножают на степенну функцию времени, обратную 4(i.) 1. -;ф-1 -ь Затем результат преобразования ( подают иа вход избирательного усили теля В частном случае обратимых ре ций, когда (фиг. 1а ) .Vfc (j, At, / где А - неизвестный коэффициент, пр порциональный ковдентрации деполяр затора. 4 в результате преобразования чают (фиг. .15 . . .-.At, + b-.; (6) Следовательно, выходной сигнал избирательного усилителя не зависит от В, т.е. от емкос.тной составляющей тока. Регулируемый фазовращатель подстраивают для наилучшего выделения отклика избирательного усилителя на первое слагаемое выражение (6). Устройство для полярографического анализа содержит источник 1 постоянного (медпенноизменяющегося) поляризующего напряжения, потенциостат 2, электролитическую ячейку 3 с ртутнокапельным электродом, избирательный усилитель 4, синхронный детектор 5, регистратор 6, генератор У частоты капания, устройство 8 сброса капли, умножитель 9 частоты, регулируе «)Iй фазовращатель 10, умножитель 11 и генератор 12 степенной функции времени. Устройство работает следующим образом. Источник 1 через потенциостат 2 подает на рабочий электрод ячейки 3 медленноизменяющееся по линейному (ступенчатому) закону или постоянное поляризующее напряжение. Потенциостат 2 поддерживает на ячейке 3 напряжение, в точности равное напряжению источника 1. Сигнал, пропорциональный общему току ячейки 3, поступает на первый вход умножителя 11, а на другой его вход поступает сигнал с выхо да генератора 12 степенной функции времени. Сигнал с к 1хода умножителя 11 через избирательный усилитель 4, настроенный на частоту, равную или кратную частоте капания, поступает на сигнальный вхрд синхронного детектора 5, который осзпцествляет фазовое выделение фарадеевской составляющей тока, что повышает помехозалщщеиность устройства. Постоянное напряжение с его выхода, пропорциональное амплитуде гармонической составляющей фарадеевского тока, поступает на регистратор 6, Генератор 7 задает частоту капания ртути в ячейке 3 и сингфонизирует генератор 12 степенной функции времени через устройство 8 сброса капли. Одновременно сигнал с выхода генератора 7 подается на умножитель 9 частоты для формирования опорного напряжения нужной частоты и фазы, которое 5 с выхода умножителя 9 частоты через регулируемый фазовращатель 10 подает ся на второй вход синхронного детектора 5. Коэффициент умножения умножи теля 9 частоты может быть равен двум трем и т.д. в зависимости от номера высшей гармоники подлежащей выделению и регистрации. При работе на основной частоте умножитель 9 частоты не требуется, он отключается и сигнал с генератора 7 поступает непосредственно на фазовращатель 10. Для выделения фарадеевской составляющей тока ячейки генератор степенной функ -.„ v.....nnun .- ции времени должен вырабатывать синхронно С частотой капания сигнал вида DOHHO С ЧаРТОТПй капячаа /чипылг. ...« t. , а синхронный детектор настраивают иа выделение необходимой гармоники сигнала вида (для обратимых реакций). Предлагаемое устройство предусматривает также возможность регистрации емкостной составлякйцей тока ячейки. Для зтого генератор степенной функции времени должен вырабатывать сигнал вида (дпя обратим реакций), а синхронный детектор настраивают на 52 выделение необходимой гармоники сиг.нала вцда Bt , Предлагаемое устройство позволяет существенно увеличить чувствительность и точность полярографического анализа по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для полярографического анализа по авт. св. Я 684425, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствицслош нивышения ТОЧНОСТИ И ЧуВСТВИ- тапьности полярографического метода «.. анализа, между электролитической ячейкой и входом избирательного усилителя включен умножитель, а мелщу выходом устройства сброса капли и вторым входом умножителя включен генератор степенной функции времени. Ист очники информа1щи, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 684425, кл. G 01N 27/48, 1977 (проотип) .