Способ электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке Советский патент 1982 года по МПК G01N27/50 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТЮХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЯЧЕЙКЕ В ТРЕ.ХЭЛЕКТРОДИОЙ

Изобретение относится к измерению элект рохимических величин и может найти применен в электрохимических лабораториях исследовательских и проектных организациях. Известны способы электрохимического анализа с минимизацией омических потерь в электролите трехэлектродной электрохимической ячейки иа участке рабочий электрод - электрод сравнения njnreM компенсации с использованием канала положительной обратной связи, а также способ борьбы с омической поляризацией, состоящий в увели чении радиуса электрода сравнения 1. Недостатками способа являются низкая чувствительность, связанная с малой допусти мой степенью экранирования рабочего элект рода. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке, заключающийся в пропускании тока через рабочий и вспомогательный электроды И измерении потенциала между работам электродом и электродом сравнения 2. Известный способ обладает тем недостатком, что эффективен лишь в условиях аксиальной симметрии, крайне редко применяемой при практической реал гзации. Поэтому для обеспечения электрохимических измерений и регулирования потенциала рабочего электрода, осуществляемых с помощью современных приборов локального контроля и управления, например, типа потенциостата, этот способ мало эффективен. Это связано с тем, что для работы замкнутой системы потенциостат - электрохимический объект омическое падение напряжения должно быть достаточно малым. Большое значение этого падения напряжения приводит к значительной потере управляющего сигнала, погрешности результатов измерений или даже к полной блокировке потенциостата. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения омических потерь. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке, заключающемся в пропускании тока через рабочий и вспомогательный электроды и измерении потенциала между рабочим электродом и электродом сравнения искажают аксиальщю симметрию электрического поля между рабочим и вспомогательным электродами и располагают электрод сравнения в зоне с минимальной плотностью силовых линий.

На фиг, 1 изображена исходного электрического поля; на фиг. 2 - график отклика системы D коордш1атах.

Для реализации способа расчетно-графическим или опытным путем выявляют картину исходного электрического поля (фиг. 1).

Затем за счет уменьшения, например, зггловой длины (3 аксиального вспомогательного электрода (В.Э.) искажают симметрию электрического поля (фиг. 16). После этого помещают электрод сравнения (ЭС) (фиг. 16

Вариант 1 - a(Q ± 20°С), вариант 2 (180 ± 20°). Угол |3 в обоих вариантах /« 60°. Чувствительность электрохимической системы вценена по отношению начального (измеренного через 10 с) тока потенш{остатического электролиза к предельному диффузиoiffloNfy (0.48 А). Перед потенилостатированием проводили оценку велишшы Ug., на переменном токе (aivПIлитyдe - 0,1 А) частота - 20 КГЦ).

Из таблицы видно, что во втором варианте омические потери на участке РЭ-ЭС меньше, вследствие чего повысилась чувствительность системы к изменению потенциала (большие значения К1), т.е.i, достип1ута поставленная цель.

Таким образом, искажение аксиальной симметрии электрического поля между рабочим и вспомогательным электродами и расположение электрода сравнения в зоне с мшшмальной плотностью силовых линий обеспечивает снижение омических потерь и тем самым повышение точности электрохимической системы при измерении потенциала.

Предлагаемый способ позволяет повысгпъ точность измерения и- упростить проведение электрохимического анализа за счет уменьв область с минимальной концентрацией сило вых линий. После этого измеряют омическое падение напряжения на участке рабочий электрод - электрод сравнения U. Повторяя опера1щю многократно для раэлишых углов а и |3 (фиг. 1) строят график отклика системы (фиг. 2) в координатах а, i3, U

ол

Но минимуму омического падения напряжений определяют наилучшее соотаошение размеров и расположение электрюдов для выбранной конкретной системы.

Способ может быть проиллюстрирован искажением начальной аксиальной симметрии поля электродов для системы KCI-NaCI-UCIs работающей при температуре 700° С.

В таблице представлены результаты сопоставления чувствительности высокотелгаературной электрохимической системы (стальной катод, растворимый урановый анод) при 700° С в зависимости от величин, а и р.

шения используемых средств измерения, например элект{юнной аппаратуры IR-компенсации.

Формула изобретения Способ электрохимического анализа в трехэлектродной ячейке, заключающийся в пропускании тока через рабочий и вспомогательный электроды и измерении потенциала мелщу рабочим электродом и электродом сравнения, отличающийся тем, что, с целью повьпнения точности измерений путем уменьшения омических потерь, искажают симметрию электрического поля, между рабочим и вспомогательным электродами и располагают электрод сравнения в зоне с минимальной плотностью силовых линий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.B. Kabanov, Die Uberspannung des Wasserstoffs by Grossen Stromdichten, Acta physicochim., URSS, 5, 1936, p. 193.