Устройство для электрохимических исследований

Авторы патента:

G01N27/26 - путем определения электрохимических параметров; путем электролиза или электрофореза (определение коррозионной стойкости G01N 17/00; путем разделения на составные части с использованием адсорбции, абсорбции или подобных процессов или с использованием ионного обмена, например хроматографии G01N 30/00; иммуноэлектрофорез G01N 33/561; электрохимические процессы и аппараты вообще B01J; стандартные элементы H01M 6/28)

Союз Советскик

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е < >978027

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06.03.78(21) 2588027/18»25 (5l)M. КЛ.

G 01 N 27/26 с присоединением заявки № Ьсударствсниый каинтет ссср (23) Приоритет но делам нзобратеннй н втхритнй

О"уб"иковано 30.11.82. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11 82 (53) УДК 543.253 (088.8) Б. Е. Пимин, В. А. Демин и В. М. Саковский .

1"(Ъ2) Автори изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и койструкторский институт научного приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к физико-химическому анализу состава и свойств вешеств и может быть использовано в алектрохимии для исследований электрохимических автоколебательных систем.

Известны регуляторы электрического 5 режима (устройства для алектрохимических исследований), сопержашие регулирующий усилитель (потенциостат), алектрохимическую ячейку с основным (исследуе« мым) электродом, снабженным дополни-, 10 тельным выводом, у которых дополнитель ный вывод исследуемого электрода подсоединен к массе регулируюшего усилителя, а выход усилителя изолирован от массы {1 3 .

Данные регуляторы имеют ограниченные возможности Ilo быстродействию, так как для реализации гальванического ра=-ьделения входных и выходных цепей необ ходимы дополнительные устройства, например разделительные трансформаторы и фазочувствительные детекторы со сглаживаюшими фильтрами.

Наиболее близким к предлагаемому яв.ляется регулятор электрического режима (устройство для электрохимических исследований), содержаший алектрохимическую ячейку с основным (исследуемым) и вспомогательным электродами и электродом сравнения, регулируюший усилитель (потенциостат) и дифференциальный усилитель с коэффициентом передачи, равным

1, и симметричными входами, к одному из которых подключен вывод от электрода сравнения, а к другому вЂ” дополнительный вывод от основного (исследуемого) алекч рода, и симметричным выходом, соединенньтм с регулируюшим усилителем Г2 3 .

Однако известный регулятор не может быть применен для изучения резонансных свойств алектрохимических автоколебательных систем, так как он не обеспечивает плавного перехода иэ по генциостатического режима в гальваностатический и обрат» но, т. е. не обеспечивает заданного положения нагрузочной линии относительно динамической полярнэационной кривой.

3 97802

11ель изобретения вЂ” обеспечение плав: ного перехода электрического режима из потенциостатического в гальваностатический и обратно, в частности, при измерении резонансной частоты электрохимического процесса. . Указанная цель достигается тем, что регулятор электрического режима для электрохимических исследований снабжен дополнительной цепочкой, состоящей из 16 постоянного резистора, повторителя напряжения и переменного резистора, причем постоянный резистор включен между основным электродом и общей точкой схе мы, вход повторителя напряжения соединен с основным электродом, переменный резистор подключен между выходом повторителя напряжения и выходом дифференциального усилителя, а движок переменного резистора соединен с входом ре- щ гулирующего усилителя.

На чертеже представлена функциональ ная схема предлагаемoro устройства.

Устройство состоит из электрохими)ческой ячейки 1, содержащей основной (исследуемый) электрод 2, вспомогатель- ный электрод 3 и электрод 4 сравнения, регулирующего усилителя (потенциоста та)

5, дифференциального усилителя 6 с коэффициентом передачи, равным 1, постоянно- зо го резистора 7, включенного между основным электродом 2 и обшей точкой схемы, повторителя 8 напряжения, вход

9 которого соединен с основным электродом 2, переменного резистора 10, подключенного между выходом 11 дифференциального усилителя 6 и выходом 12 повторителя 8 напряжения.

Движок 13 переменного резистора 10 соединен с входом 14 регулирующего усилителя 5, к второму входу которого подключен источник 15 опорного напряжения.

Регулятор электрического режима работает следующим образом.

Наличие отрицательной обратной .связи

Я5 через регулирующий усилитель 5 и вспомогательный электрод 3 при достаточно большом коэффициенте передачи регулирующего усилителя 5 обуславливает выполнение равенства (.) = Е, (1) где R =- сопротивление постоянного рез.".. тора 7; потенциал основного алек.ро.та 2; и Ь- коэффициенты, зависящие вЂ”.т по-: ложения движка 13 переменногс резистора 10, причем o : Ь =

Если Ь О, реализуется потея;.иостатический режим (регулирование по потенциалу), если а О, реализуется гальваностатический режим (регулированне по току). При перемещении движка 13 переменного1 резистора 10 из одного крайнего . положения в другое обеспечивается плавный переход из потенциостатического режима и гальваностатический и обратно.

Из (1) и (2) следует а 1+63R=F. (3) (5) (6) Е а

bR откуда получаем (7) Из формулы (7) следует, что пере мещением движка 13 переменного резистора 10 за счет плавного изменения коэффициентов а и b происходит плавное изменение наклона Р нагрузочной линии.

Введение в регулятор электрического режима дополнительной цепочки, состоящей из постоянного резистора, повторителя напряжения и переменного резистора, позволяет получить положительный эффект по сравнению с известными, а именно обеспечить плавный переход из потенциостатического режима в гальваностатический и обратно, что расширяет технические возможности регуляторов электрического

55 гце 0 вЂ” напряжение, действующее на входе 14 регулирующего усилителя Й; Е - задаваемое опорцое напряжение.

Так как на выходе 12 повторителя 8 напряжения действует напряжение, пропорциональное току «1, протекающему через

7 4 основной электрод 2, а на выходе 1 1 дифференциального усилител 6 дсйствует напряжение, равное потеншы1ту о нонн. го электрода 2 относительно электрода 4 сравнения, то напряжение U равно

В координатах ток вЂ” потенциал (плоскость 3, Y ) наклон Ro нагрузочной ли нии определяется отношением потенциала при 3 = О к току Зо при т" = 0 (4) к "о. о=

Из формулы (3) следует, что величины Ч о и Зо соответственно равны:

5 9780 режима, в частности позволяет проводить исследования резонансных свойств электрохимических автоколебательных процессов.

Формула изобретения

Устройство для электрохимических исследований, содержащее электрохимическую ячейку, включающую в себя основной (ис- lO следуемый) электрод, вспомогательный электрод и электрод сравнения, регулируюший усилитель и дифференциальный усилитель с коэффициентом передачи, равным 1, и симметричными входами, к од- 15 пж.::у из которых подключен вывод от электрода сравнения., а к другому - дополнительный вывод от основного электрода, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью ,обеспечения плавного перехода электри- 26 ческого режима из потенциостатического

27 d в гальваностатический и обратно, оно снабжено дополнительной цепочкой, состоящей из постоянного резистора, повторителя напряжения и переменного резистора, причем постоянный резистор включен между основным электродом и обшей точкой схемы, вход повторителя напряжения соединен с основным электродом, переменный резистор подключен между выходом повторителя напряжения и выходом дифференциального усилителя, а движок переменного резистора соединен с одним из входов регулирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 289464, кл. Н Ol М 46/06, 1969.

2.. Авторское свидетельство СССР

И 208324, кл. 4 01 N 27/26, 1966 (прототип).

БНИИПИ Заказ 9206/59 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для электрохимических исследований

Способ изоэлектрического фокусирования белков // 976365

Способ измерения электрокинетических параметров частиц суспензий и устройство для его осуществления // 972379

Хронопотенциометрический способ определения коэффициента диффузии металла в жидком сплаве // 968722

Устройство для электрофореза на вертикальной пластине геля // 966578

Способ заполнения капиллярных кювет градиентными гелями и устройство для его реализации // 966577

Устройство для изоэлектрофокусирования // 957085

Устройство для электрофореза в свободном потоке жидкости // 950030

Способ измерения электрофорезной подвижности частиц // 940040

Устройство для заполнения трубок гелеообразующим раствором // 934342

Способ определения нитрит-иона в растворе // 2105296

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа с использованием ионоселективных электродов и может быть использовано для повышения чувствительности и селективности способа

Способ определения мышьяка (iii) // 2105297

Изобретение относится к электроаналитической химии, а именно к способу определения мышьяка (III), включающему концентрирование мышьяка на поверхности стеклоуглеродного электрода в растворе кислоты с последующей регистрацией аналитического сигнала, при этом концентрирование мышьяка (III) проводят на поверхности стеклоуглеродного электрода, покрытого золотом, в растворе до 3,0 M в интервале потенциалов -0,40-(-0,45)B в течение 1-10 мин с последующей регистрацией производной анодного тока по времени при линейной развертке потенциала

Способ измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током // 2106620

Изобретение относится к области электрохимии, электрохимических процессов и технологий в части измерения потенциала электродов под током, а именно к способу измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током, основанному на прерывании электрического тока, пропускаемого между рабочим и вспомогательным электродами, и измерении текущего потенциала рабочего электрода, при этом процесс измерения текущего потенциала Eизм рабочего электрода производят относительно электрода сравнения непрерывно по времени t, затем по измеренным значениям потенциала рассчитывают первую производную от зависимости изменения текущего потенциала рабочего электрода от времени: (t)=Eизм

Способ получения активированных кислого и щелочного растворов // 2108300

Изобретение относится к способу получения активированных кислого и щелочного растворов, включающему электрохимическое разделение водного раствора электролита, при этом электрохимическому разделению подвергают мочу животных и/или человека

Способ адсорбционного концентрирования необратимо адсорбирующихся на металлах соединений // 2114424

Изобретение относится к адсорбции компонентов, а именно к способу адсорбционного концентрирования необратимо адсорбирующихся на металлах соединений путем наложения электрического поля в электрохимической ячейке, при этом перед концентрированием проводят адсорбцию на жидкометаллическом электроде из раствора, содержащего адсорбируемые соединения, при интенсивном перемешивании и потенциале электрода, обеспечивающем необратимую адсорбцию, а концентрирование после отстаивания осуществляют путем сокращения поверхности электрода с необратимо адсорбируемыми соединениями при переводе электрода из ячейки в капилляр. Изобретение относится к анализу материалов с помощью оптических методов путем адсорбции компонентов

Способ определения потенциала поверхности // 2119157

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к области аналитической электрохимии, и может быть использовано при определении свойств грунтов, горных пород, строительных материалов, а также свойств поверхностей раздела фаз

Полупроводниковый материал для адсорбционных сенсоров низкомолекулярных органических соединений и способ его изготовления // 2119695

Изобретение относится к составу полупроводниковых материалов, используемых в адсорбционных сенсорах для обнаружения и количественной оценки концентрации низкомолекулярных органических соединений, преимущественно кетонов в выдыхаемом людьми воздухе, и к технологии изготовления таких полупроводниковых материалов

Электрохимический датчик концентрации водорода в газовых и жидких средах // 2120624

Способ определения содержания нефтепродуктов в воде // 2126965

Устройство для анализа воды // 2132049