Способ определения кислородного потенциала нестехиометрических окислов Советский патент 1982 года по МПК G01N27/46 

Целью изобретения является повышение точности анализа нестехиометрических окислов.; Поставленная пель достигается тем, что , согласно способу определения кислородного потенциала нестехиометричес; ких окислов с помощью гальванической ячейки с электродами сравнения в твердом электролите, обладающими разными значениями кислородного потенциала, 1эабочей температуры, помещении в нагр тую ячейку образца, имеющего температуру вьпие рабочей, и измерении ЭДС, ячейки, одновреметгао с помещением образца в нагретую я 1ейку регистрируют ЭДС между двумя электродами сравнени а измерение ЭДС ячейки производят пос ле достижения ЭДС ьдакду электродами сравнения величины, соответствующей заданной рабочей температуре. Непрерывная регистрация при вводе образца в гальваническую ячейку величи ны концентрационной ЭДС между двумя электродами сравнения позволяет точно определить момент достижения образцом и электродами сравнения рабочей темпер туры и, тем самым, снизить погрешност анализа, обусловленную температурным градиентом, а измерение ЭДС между образцом и двумя электродами сравнекия позволяет существенно расширить область применения твердых электролитов для анализа достехиометрических окислов и повысить точность измерений, так как исключается погрешность иэ-за уменьшения числе ионной проводимости твердого электролита при низких кислородных потенциалах. На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, общий вид. Устройство содержит гальваническую ячейку, состоящую из двух электродов сравнения 1 и 2, первый из которых выполнен, например, из равномолярной смеси никель-- окись никеля, а другой из смеси желеао-вюстит. Электроды 1 и 2 помещены в твердыб электролит 3, помешенный в держатель 4. Устройство содержит платиновые потенциометрические выводы 5 и 6 электродов 1 и 2 и скользящий вывод 7, нагреватель 8 для поддержания рабочей температуры ячейки и нагреватель 9 для создания зоны перегрева, размешенные вокруг гальванической ячейки, пода ший стержень 10, магазин 11 с образцами 12, размещенную в стержне 10 термопару 13, корпус 14 для магазина 11 И стержня 1О, измер ггельные приборы 15-18. С помощью вольтметров 1517 измерякэт концеитрадионные ЭДС, а с помощью милливольтметра 18 следят за температурой перегрева анализируемого образца. Пример. Для лабораторной проверки способа определяют кислородный потенциал образца из двуокиси урана, вьшрлнейного в виде цилиндра диаметром ,6,7 мм и высотой 10 мм, атомное отношение кислород/уран которого состав;ляет 1,998. Гальваническую ячейку нагревают до 1273+0,5 К, которую поддерживают неизменной в течение прове дения анализа всех офазцов. В зоне перегрева создают температуру 1600 К. За время прохождения образца через зону перегрева в течение менее одной минуты температура образца достигает 1285 К. До ввода образца в ячейку ЭДС между электродами сравнения Е0 составляет 283,7 мВ, после соприкосновения образца с твердым электролитом ЭДС увеличилась до 284,2 мВ за счет нагрева .электродов сравнения от тепла образца и через 1-2 мин, когда ее величина достигла значения 287,3 мВ измеряклр концентрационные ЭДС между образцом и электродами Е-, и Е,которые составляют 140О и 1116 мВ, а затем, использовав полученные значения EQ, Е и Е, а также величины парциального давления кислорода R,4,41O- атм и Р 1,4 10 5 атм при температуре 1273 К, определяется кислородный поте1ршал, который составляет 202,1 ккал. моль (-844,8 кДж/моль). Погрешность измерений не превьШ1ает 1-2%, в. то время, как при определении дЧдо этого же образца известным способом ошибка составляла 15%. Предлагаемый способ определения кислородного потенциала нестехиометрических окислов позволяет анализировать образцы в интервале от -200 до -900 кДж/ моль с погрешностью, не превышающей 2%, и расширить область применения твердых электролитов для .аналитических целей. Формула изобретения Способ определетшя кислородного потенциала нестехиометрических окислов с помощью гальванической ячейки с электродами сравнения в твердом электролите.