Импульсно-интегральиый способ полярографического анализа

 

О П И С А Н И Е l73476

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 421, Зщ

Заявлено 19.I I.1964 (Xo 885288/26-25) с присоединением заявки И

Приоритет

Опубликовано 21,VII.1965. Ьюл IcTclib М 15

Дата опубликования описания 16.1Х.1965

МПК 4 01п

УДК 543/253(088.8) Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Автор изобретения

И. Е. Брыксин

Центральная лаборатория автоматики

Заявитель

ИМПУЛЬСНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЙ СПОСОБ

ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Подписная группа М 178

В известном способе полярографического анализа с измерением среднего значения тока ячейки за период жизни капли на ячейку подается медленно изменяющееся напряжение постоянного тока. Относительно низкая чувствительность этого способа объясняется тем, что емкостный ток, вызываемый ростом поверхности капли, компенсируется недостаточно эффективно. Для компенсации емкостного тока в классической полярографпи через прибор, измеряющий ток ячейки, пропускается от вспомогательного источника ток, пропорциональный поляризующему напряжению, в направлении, обратном емкостпому току.

Однако компенсация емкостного тока 00 этому способу получается неточной, так как интегральная емкость двойного слоя ртутной капли является нелинейной функцией поляризующего напряжения.

В предлагаемом способе полярографического анализа, как и в классической полярографии, измеряется постоянная составляющая тока ячейки, но в качестве,поляризующего напряжения используется напряжение, имеющее форму прямоугольных импульсов, синхронизированных с моментами отрыва ртутных капель. Период этих импульсов равен периоду капания; их передние фронты совпадают с моментами отрыва капель, а длительность меньше периода капания на время, достаточное для перезаряда двойного слоя от напряжения в импульсе до напряжения в паузе.

Напряжение в импульсах является независимои переменной величиной.

Напряжение в паузах между импульсами выполняет роль начального напряжения и в процессе снятия полярограммы остается неизменным.

Прп указанной импульсной форме поляри10 зующего напряжения во время действия импульсов емкость двойного слоя заряжается, а в паузах разряжается. В соответствии с этим в импульсах мгновенное значение емкостного тока является положительным, а в паузах

15 отрицательным.

Постоянные составляющие положительных и отрицательных полуволн емкостью .тока взаимно компенсируют друг друга. Степень

20 этой компенсации зависит от величины напряжения в паузах. Если это напряжение равно нулю, компенсация получается полной. Однако вести анализ при начальном напряжении, равном нулю, не всегда целесообразно, так

25 как при этом значительно возрастают пульсации емкостного тока. Главным здесь является не степень компенсации, а то, что нескомпенсированный емкостный ток является постоянным, он не зависит от величины поляризую30 щего напряжения в импульсах и легко может

173476

2 быть скомпенсирован постоянным по величине током.

На фиг, 1 изображен график изменения величины поверхности ртутной капли; на фиг.

2 — график поляризующего напряжения; на фиг. 3 — график изменения заряда двойного слоя; на фиг. 4 — график мгновенного значения емкостного тока.

Под воздействием поляризующего напряжения двойной слой приобретает заряд, пропорциональный напряжению и величине поверхности капли

Q= UC А, (1) здесь U — поляризующее напряжение;

С,, †удельн интегральная емкость двойного слоя;

А †поверхнос капли.

Заряд, соответствующий текущему значению времени в интервале 0 — 11, определяется поверхностью капли и напряжением в импульсе U . В начале интервала времени 0 — 4 заряд равен нулю, так как А=О. В конце этого интервала он максимален и равен

QÔ= U CóA, (2)

Если промежуток времени 4 — 4, равный паузе между импульсами, достаточен для установления процесса пер езаряда емкости двойного слоя от напряжения в импульсе до напряжения в паузе U2, то к концу интервала времени 4 — 4 заряд становится равным

Q> —— U2C A>. (з)

Скорость изменения заряда в любой момент времени однозначно определяет мгновенное значение емкостного тока, но среднее значение тока за период капли определяется только величиной заряда емкости двойного слоя в конце интервала времени 0 †> и не зависит от его промежуточных значений в этом интервале

5 и,с,л., с — с. ср— (4) т — у где Т вЂ” период капания, равный сумме интервалов времени 0 — 4 и t> — 4.

Таким образом, среднее значение емкостного тока при поляризации ячейки импульсным напряжением, форма которого изображена на фиг. 2, определяется - постоянными величинами: напряжением в паузах У2, удельной емкостью двойного слоя С и поверхностью капли в конце ее жизни À2.

Предлагаемый способ полярографического анализа назван импульсно-интегральным потому, что поляризующее напряжение имеет импульсную форму, а измеряемый ток определяется интегралом тока ячейки за период капания.

Предмет изобретения

Импульсно-интегральный способ полярографического анализа с применением ртутно-капельного электрода, в котором измеряется среднее значение тока ячейки за период жиз30 ни капли, отличающийся тем, что, с целью компенсации среднего значения емкостного тока, поляризующее напряжение подается в виде прямоугольных импульсов большой длительности (например, 0,5 —:0,8 периода капа35 ния), синхронизированных с моментами отрыва ртутных капель таким образом, что период следования импульсов равен периоду капания и передние фронты импульсов совпадают по времени с моментами отрыва ртутных капель.