(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРАНИЦЫ ЭЛЕКТРОДА С ЭЛЕКТРОЛИТОМ Изобретение относится к физической химии и может быть использовано при изучении поверхностных явлений. Из-вестен способ исследования гранищ 1 электрода с электролитом заклю чающийся в регистрации электрическог сигнала в цепи электрода при изменении состояния поверхности разряда Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ границы электрода с жидким электролитом, включагощий изменение температуры границы раздела и регис рацию электрического сигнала в цепи электрода 21. Однако указанные способы не обес печивают измерений в процессе измен ний .агрегатного состояния. Цель изобретения - установление связи между параметрами межфазного слоя и агрегатным состоянием электролита. Поставленная цель достигается те что в способе исследования границы электрода с электролитом, включающем изменение температуры границы раздела и регистрацию электрического сигнала в цепи электрода, задают потенциал электрода постоянным в диапазоне частот ниже некоторой, произвольно выбранной предельной частоты, затем примы- . хающую к электролиту область электрода непрерывно охлаждают так, чтобы в каждый момент времени температура на границе электрода с электролитом была ниже, чем температура в объеме электролита, затем в диапазоне частот выше выбранной частоты регистрируют изменение потенциала электрода при отверждении электролита на поверхности электрода и для разных значений потенциала электрода определяют температуру начала отверждения электролита. Кроме того, в качестве электрода используют стержень переменного сечения с двумя торцами разного сечения. При этом охлаждение проводят путем отвода тепла от торца большей 3площади, а температуру начала отверж дения определяют путем измерения интервала времени между началом отвода тепла и началом отверждения электролита. На чертеже показано взаимное расположение электрода и электролита пр исследованиях предлагаемым способом. , Электрод выполняют в форме кругло го стержня 1, конец которого имеет форму усеченного конуса 2, Другой конец стержня приводят в контакт с цилиндром 3, Электрод и укрепленный на цилиндре контакт 4 соединяют с ис точником 5 тока. Если электрод представляет собой металл, то цилиндр 3 изготавливают из полупроводника. Стержень ориентируют вертикально над поверхностью жидкого электролита 6 и смыкают его с электролитом так,чтобы торец усеченного конуса бьш смоче и находился над мениском. Замыкают цепь источника 5 тока и пропускают ток через границу электрода 1 с цилиндром 3. Направление тока выбирают таким, чтобы тепло на этой границе поглощалось. Измеряют интервал времени между моментом замыкания цепи источника тока и начало скачка потенциала. Скачок является признаком отверждения слоя электролита у поверхности элетрода. По измеряемому интервсшу времени судят о температуре электролита на поверхности раздела фаз; чем дольше охлаждение, тем при прочих равных условиях ниже температура замерзания. Измерения повторяют при различных потенциалах электрода перед скачком. Электрод сравнения, относительно кот рого измеряют потенциал исследуемого электрода, поддерживают при постоянной температуре. В предлагаемом способе предусмотрены такие условия охлаждения электрода, при которых процесс отверждения электролита начинается с поверхности электрода. Поскольку замерзанию электролита предшествует образование зародышей новой фазы на поверх ности электрода, то потенциал электр да, определяющий состояние границы раздела электрод - электролит, влияе на температуру начала отверждения. Изменение этой температуры с потенциалом электрода осзпцествимо вследст вие переохлаждения, электролита Сужение на конце стержня, малая площадь контакта электрода с электро 7 ТОМ и мениск в месте их контакта способствуют выравниванию температуры вдоль поверхности раздела фаз, благодаря чему отверждение электролита начинается одновременно в разных точках поверхности раздела. Например, в случае границы между N. и водным раствором 0,1 N КОН целесообразен диаметр смоченного участка электрода 1 мм. В качестве материала цилиндра может быть применен кремний, легированный фосфором. Исходную температуру исследуемого электролита целесообразно установить близкой к температуре плавления, например при исследовании систем с разбавленными водными растворами. Это повьш1ает точность измерения температуры замерзания или эквивалентного ей времени охлаждения. Предельную частоту задания потенциала регулируют, устанавливая фильтры в цепь обратной связи потенциостата, который, используют для поддержания потенциала электрода на необходимом уровне перед отверждением электролита. Применение предлагаемого способа исследования границы электрода с электролитом дает новый независимый источник сведений о поверхностных явлениях в электрохимических системамах, . Формула изобретения 1. Способ исследования границы электрода с электролитом, включающий изменение температуры границы раздела и регистрацию электрического сигнала в цепи электрода, отличающ к а с я тем, что, с целью установления связи между параметрами межфазного слоя и агрегатным состоянием электролита, задают потенциал электрода Постоянным в диапазоне частот ниже некоторой, произвольно выбранной предельной частоты, затем примыкающую к электролиту область электрода непрерывно охлаждают так, чтобы в каждый момент времени температура на границе электрода с электролитом была ниже, чем температура в объеме электролита, затем в диапазоне частот выше. выбранной частоты регистрируют изменение потенциала электрода при отверждении электролита на поверхности электрода и для разных значений потенциала электрода определяют температуру начала отверждения электролита.
2.
П.1
Способ по
отличающ и и
что в качестве электс я тем. рода используют стержень переменного сечения с двумя торцами разного сечения.
3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что охлаждение проводят путем отвода тепла от торца большей площади, а температуру начала отверждения определяют путем измереJ-ния интервала времени между началом отвода тепла и началом отвержде1тя электролита.
Источники информащ1и, принятые во внимание при экспертизе
1.Делахей П. Двойной слой и кинетика электродных процессов. М., Мир,
1967,с. 84-89.
2,Коршунов Л. И. и др. Фотоэлектрический эффект на поверхности раздела металл-электролит. Электрохимия,
1968,т. 4, № 5, с. 499-503.
