Способ контроля герметичности крепления катионообменной мембраны электрохимической ячейки

 

Изобретение относится к электрохимическому и электроаналитическому приборостроению ,в частности, к способу контроля герметичности крепления катионообменной мембраны электрохимической ячейки. Цель изобретения - увеличение чувствительности и уменьшение времени контроля. В ячейку с фоновым электролитом состава (0,1-0,4)MKNO<SB POS="POST">3</SB> и (0,01-0,05)MHNO<SB POS="POST">3</SB> добавляют раствор 10<SP POS="POST">-5</SP> - 10<SP POS="POST">-4</SP> M ионов H<SP POS="POST">2+</SP>. Устанавливают потенциал рабочего электрода (-0,8<SP POS="POST">+</SP> - 1,0)B по ХСЭ. Проводят осаждение ртути в течение 10-60 с. в перемешиваемом растворе, затем в неперемешиваемом растворе. Растворяют ртуть в гальваностатическом или потенциостатическом режиме до потенциала электрода 0,7-0,5 В. О нарушении герметичности судят по сдвигу потенциала растворения ртути в области потенциалов 0,4-0,25 В или по появлению поля тока в области потенциалов 0,4-0,15 В. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„148166? А 1 (51) 4 С О 1 N 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4-а

QC

Ма

ОФ в, 1 денной ртути проводят в потепциоt статическом режиме и регистрируют ток. О герметичности крепления мембраны или о нарушении герметичности судят по отсутствию либо по появлению пика тока в области потенциалов

400 †1 мВ, На фиг,1 и 2 показан ход кривой в предлагаемых режимах в отсутствие подтекания ионов Cl (электрод сравнения отделен вполне герметично), где кривая I — хронопотенциометрия, кривая 2 — вольтамперометрия 2; на фиг.3 и 4 — то же, при подтекании ионов 01, где кривая 3 — хроноГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР (21) 4139568/24-25 (22) 28.10.86 (46) 23,05.89, Бюл. 11 19 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (72) С.Э.Паничева и Б.К.Филановский (53) 543 253 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1224699, кл. Г 01 P 27/48, 17.10.83.

Теоретическое и практическое руководство к лабораторным работам по физической химии, ч,2. ЛГУ, 1967. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

КРЕПЛЕНИЯ КАТИОНООБМЕННОЙ MENSPAHbl

ЭЛЕКТРОХИ11ИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ (57) Изобретение относится к электрохимическому и электроаналитическому приборостроению, в частности к способу контроля герметичности креплеИзобретение относится к электрохимическому и электроаналитическому приборостроению, в частности к конструкциям ячеек, содержащих полупроницаемые мембраны или перегородки.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и уменьшение времени контроля способа контроля герметичности крепления мембраны электрохимической ячейки.

Способ может быть реализован в гальваностатическом режиме и в режиме инверсиоиной вольтамперометрии, в последнем случае растворение осаж2 ния катионообменной мембрань электрохимической ячейки. Цель изобретения — увеличение чувствительности и уменьшение времени контроля. В ячейку с фоновьмэлектролитом состава (О, 1-0,4) NKN0> н (0,01-0,05) iIHN03 добавля юг раствор 10 — 10 H Ф ионов Н . Устанавливают потенциал рабочего электрода (-0,8)-(+1,0) В по ХСЭ. Проводят осаждение ртути в течение 10-60 с в перемешиваемом растворе, затем в неперемешиваемом растворе. РастворяюТ ртуть в гальваностатическом или потенциостатическом режиме.до потенциала электрода 0,7-0,5 В, О нарушении герметичности судят по сдвигу потенциала растворения ртути в области потенциалов 0,4-0,25 В или по появлению поля тока в области потенциалов

0,4-0, 15 В. 4 ил.

3 148166 кривая 4 — вольтампепотенциометрия, рометрия, Способ осуществляют следующим образом, Электрохимическую ячейку заполняют раствором фона KNO 0,2 M, HNO

0,02 М вЂ” 20 мл, добавляют 0,08 мл раствора 5,0 .10 М азотно-кислой ртути (TI), используют реактивы высоких степеней очистки, бидистиллированную воду. В ячейке устанавливают вращающий рабочий электрод торцевого типа из стеклоуглерода, вспомогательный электрод иэ стеклоуглерода или платины, сборку с закрепленной мембраной заполняют насыщенным раствором

КС1, устанавливают н нее хлоросеребряный электрод сравнения марки ЭВЛIMI и помещают н ячейку. Электроды из стеклоуглерода предварительно зачищают тонкой шкуркой, полируют рабочий электрод алмазной пастой, излишки пасты снимают фильтрональной бумагой, смоченной спиртом, промыва- 25 ют электроды спиртом и бидистиллатом.

Ячейку подсоединяют к потенциостату, устанавливают следующие режимы: потенциал накопления минус 0,8-1,0 В на 10-60 с с врашением электрода, 30 время успокоения раствора 10-20 с при том же потенциале, потенциал перехода в циклический режим 0,7-0,5 В, потенциал регенерации электрода

0,5 В, в гальнаностатическом режиме устанавливают ток растворения (1-2) «

«10 А/см видимой поверхности рабочего электрода.

В циклическом режиме прорабатывают рабочий электрод по программе: pere- 40 нерация, накопление, успокоение в потенциостатическом режиме, растворение накопленной ртути и гальваностатическом режиме. Если мембрана негерметично закреплена и имеет место подтекание, возникает задержка потенциала в интервале потенциалов 0,250,4 В в первых же циклах (фиг. 3), в противном случае н указанном интервале она отсутствует (фиг;1).

Способ можно осуществить в режиме

50 инверсионной вольтамперометрии. В этом случае растворение накопленной ртути проводят в потенциостатическом режиме регистрируют ток, по появле—

55 нию пика тока н интервале. потенциаI лов 0,4-0,15 В судят о наличии подтекания и нарушении герметичности (фиг.41 либо фиксируют отсутствие

Т а блиц а ) Концентрация серебра, мкг/л

Переходное время, . 10

40,2

75,7

93,6

114

164

204

240 . 274

313

386

421

458

511

86

123

141

176

191

231

284

317

354

389

424

464

504

559 пика тока н указанном интервале, если

/ сборка с мембраной герметична (фиг.21, Таким образом производят отбраковку недостаточно герметичных сборок, кроме того, если мембрана герметично закреплена, рабочий электрод электрохимически отмывают от следов тяжелых металлов в указанных режимах.

Пример калибровки электрода по растворам, содержащим ионы серебра в электрохимической ячейке с герметичным отделением электрода сравнения с помощью катионообменной мембраны 11Ф-4СК.

Рабочий электрод торцевого типа на основе стеклоуглерода обрабатывают теплой HNO> 111, механически тонкой шкуркой, алмазной пастой, промывают спиртом и бидистиллатбм, используют следующие электрические режимы: потенциал накопления минус

0,3 В в течение 30 с н перемешинаемом растворе, 10 с — в неперемешинаемом. Растворение пронодят током

25 10 А до потенциала 0,7 В, регенерируют поверхность рабочего электрода потенциостатически при 0,5 В

30 с в неперемешиваемом растноре.

Используют электрод сравнения марки

ЭВЛ-IMI, вспомогательный электрод из стеклоуглерода.

В табл.1 приведены резулЬтаты калибровки в диапазоне концентраций серебра 40-500 мкг/л.

14816

Таблиц а 2

Переходное вт)(мя, .с 10"

Концентрация

Ag, мкг/л

4,0

7,9

ll 9

15,7

19,6

23,4

72

128

158

216

20

О, Ц, О, 1 2

4Ьг.1

0,2

0,9

Фиг; 2

08

Результаты калибровки в диапазоне

4-23 мгк/л Ag при времени накопления

200 с представлены в табл.2.

Имеет место линейная зависимость переходного времени от С .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет отобрать для работы сборку с мембраной, не пропускающую микроколичества С1. (10 М).

Формула и з о б р е т е н и я

Способ контроля герметичности ,крепления катионообменной мембраны

67 6 электрохимической ячейки, включающий заполнение ячейки фоновым электролитом и регистрацию разности потенциалов между электродами или тока, протекающего через ячейку, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения времени контроля, в ячейку с фоновым электролитом состава 0,10,4 M KNO и 0,01-0,05 Y HNO добавляют раствор 10 — 10 < М ионов

Hg +, устанавливают потенциал рабочего электрода (-0,8)-(+1,0)В по ХСЭ, проводят осаждение ртути в течение

10-60 с в леремешиваемом растворе, затем в течение 10-20 с в пеперемешиваемом растворе, растворяют ртуть в гальваностатическом или потенцио- . статическом режиме до потенциала электрода 0,7-0,5 В, а о нарушении герметичности судят по сдвигу потенциала растворения ртути в область потенциалов 0,4-0,25 В или по появлению пика тока в области потенциалов 0,4-0,15 В.

1481667

05

0,2

Составитель Т.Николаева

Редактор A.màíäoð Техред М.Дидык Корректор С.Черни Заказ 2681/45 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Я-35, Рау)пская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

03 з

Ц ъ

t,С

Фие, 8

0,9

Фиг.0