SU399775A1 - Переменнотоковый способ полярографического анализа - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к пол рографии и может быть применено в приборах, предназначенных дл  пол рографического анализа , - пол рографах.

Известен способ квадратно-волновой пол рографии , по которому в качестве пол ризующего напр жени  используют напр жение, состо щее из напр жени  посто нного тока, измен ющегос  во времени по линейному закону с относительно небольщой скоростью, и напр жени  переменного тока пр моугольной формы, и измер ют переменную составл ющую тока  чейки в интервалы времени, совпадающие с концами положительных и отрицательных полуволн напр жени .

Однако квадратно-волновой способ пол рографии при малой концентрации анализируемого раствора характеризуетс  тем, что амплитуда импульсов емкостного тока значительно (в песколько тыс ч раз) превыщает измер емый ток электрохимической реакции. Поэтому дл  осуществлени  этого способа требуетс  очень сложна  аппаратура.

Целью изобретени   вл етс  повышение отношени  сигнал - помеха и упрощение аппаратуры .

Дл  этого в качестве переменнотоковой составл ющей напр жени  используют наир жение трапецеидальпой формы, в качестве которого используют ограниченное с двух сторон по амплитуде спнусоидальное напр жение или импульсы экспоненциальной формы. Предложенный способ по снен чертежами. На фнг. 1 приведена временна  диаграмма

подводимого к пол рографической  чейке переменного напр жени  в пол рографии с трапецеидальной формой переменного напр жени ; на фиг. 2 - временна  диаграмма переменной составл ющей тока электрохимнческой реакции в пол рографии с трапецеидальной формой переменного напр жепп ; на фиг. 3 - временна  диаграмма переменной составл ющей емкостного тока в пол рографии с трапецеидальной формой переменного

напр женп ; на фиг. 4 - временна  диаграмма напр жени  трапецеидальной формы, полученной путем двустороннего ограничени  амплитуды синусоидального напр жени ; на фиг. 5 - временна  диаграмма перемепной

составл ющей тока электрохимической реа.кции при подведении к  чейке напр жени  трапецеидальной формы, полученной путем двустороннего ограничени  амплитуды синусоидального напр жени ; на фиг. 6 - временна 

диаграмма переменной составл ющей емкостного тока при подведении к  чейке напр жени  трапецеидальной формы, полученной путем двустороннего ограничени  амнлитуды синусоидального нанр жени ; на фиг. 7-

временна  лиаграмма напр жени  траиецеидальней формы, полученной путем двустороннего ограниченн  амллитуды импульсов экспоненциальной формы; на фиг. 8 - временна  диаграмма переменной составл ющей тока электрохимической реакции при подведеНИИ к  чейке напр жени  трапецеидальной формы, полученной путем двустороннего ограничени  амплитуды импульсов экспоненциальной формы; на фиг. 9 - временна  диаграмма переменной составл ющей емкостного тока при подведении к  чейки напр жени  трапецеидальной формы, полученной путем двустороннего ограниченн  амплитуды импульсов экспоненциальной формы; на фиг. 10 - блок-схема установки, при помощи которой реализуетс  способ пол рографировани  в случае неременного напр жени  трапецеидальной формы.

По предложенному способу в качестве пол ризующего напр жени  используют нацр жение , состо щее из напр жени  посто нного тока, измен ющегос  во времени цо линейному закону с относительно небольщой скоростью, и нанр жени  переменного тока трапецеидальной формы (фиг. I), и измер ют переменную составл ющую тока  чейки в интервалы времени, совпадающие с концами горизонтальных участков положительных и отрицательных полуволн трапецеидального напр жени .

В качестве переменного напр женн  используют напр жение трапецеидальной формы или нанр жени , но форме близкие к трапецеидальной, например ограниченную с двух сторон синусоиду (фиг. 4) или ограниченные с двух сторон импульсы экспоненциальной формы (фиг. 7).

При осуществлении предложенного способа отиощение амплитуды импульсов емкостного тока к переменной составл ющей тока электрохимической реакции в моменты измерени  значительно меньше, чем в квадратно-волновой пол рографии, и поэтому удаетс  использовать дл  усилени  полезного сигнала значительно более простой усилитель с управл емым коэффициентом усилени .

В квадратно-волновой пол рографии амплитуда импульсов емкостного тока /d равна:

/с. ,(1)

где Ui - двойна  амплитуда пр моугольного

напр жени , / - суммарное сопротивление раствора

и капилл ра.

В предложенном способе пол рографии амплитуда импульсов емкостного тока /с2 равна

/с. . СИ,(2)

где С - емкость двойного сло ,

V - скорость изменени  трапецеидального напр жени .

Скорость изменени  трапецеидального напр жени  равна отнощению двойной амплитуды этого напр жени  ко времени его нарастани  или спада.

Врем  нарастани  (снада) трапецеидального напр жени  целесообразно прин ть равным 1/4 периода колебаний этого напр жени . Поэтому

:4f/,f,(3)

4

где U2 - двойна  амплитуда трапецеидального напр жени ,

Т - период колебаний трапецеидального напр жени .

/ - частота колебаний трапецеидального напр жени .

Подставл   (3) во (2), получим

/с.-4/Ш,. (4)

Разделив (1) на (4), получим отнощение амплитуд импульсов емкостного тока при квадратно-волновой пол рографии и трапецеидальной пол рографии

Ut

If bi

/с. 4KU,Cf При равенстве амплитуд напр жени , т. е. при условии t/i f/2 равенство (5) примет вид

1

с.

/с. 4«С/ -()

Если прин ть, что / 50 ом, ,5 мкф и гц, то

If,

- 100. //-

С2

Таким образом, при прин тых значени х величин R, С -R f амплитуда импульсов емкостного тока в трапецеидальной пол рографии в 100 раз меньще, чем у квадратно-волновой.

Примером реализации предложенного способа . вл етс  пол рограф, собранный но блок-схеме, приведенной на фиг. 10.

Выходы источников 1 напр жени  иосто нного тока с линейно-измен ющимс  напр жением и 2 переменного напр жени  соединены со входом 3 компенсатора 4, выход которого подведен к измерительному резистору 5. Последовательно с измерительным резистором 5 соединена  чейка 6. Точка соединени  измерительного резистора 5 и  чейки 6 подведена ко входу 7 компенсатора 4. Измерительный резистор 5 соединен со входом компенсатора 4, а также со входом предварительного уси.тител  5. Выход предварительного усилител  8 подведен .ко входу 9 управл емого усилител  10. Вход // управл емого усилител  10 соединен с выходом 12 формировател  13 импульсов . Управл емый усилитель 10 соединен с фазовым детектором 14, вход 15 которого соединен с выходом 16 формировател  13 имнульсов . Фазовый детектор 14 соединен с самописцем 17. Выход 18 формировател  13 импульсов св зан со входом 19 источника 2 переменного напр жени .

Устройство работает следующим образом.

Суммарное пол ризующее напр жение, состо щее из медленно измен ющегос  напр жени , обеспечиваемого источником /, и переменного напр жени  трапецеидальной формы от источника 2, поступает через компенсатор 4 и измерительный резистор 5 на  чейку 6. Дл  обеспечени  подачи неискаженного пол ризующего напр жени  на  чейку 6 обща  точка  чейки 6 и измерительного резистора 5 подаетс  ко входу 7 компенсатора 4. При прохождении иеременной составл ющей тока  чейки через измерительный резистор 5 на нем создаетс  падение напр жени , которое затем усиливаетс  сначала предварительным усилителем 8, а затем управл емым усилителем 10 в момент прохождени  управл ющего, импульса с выхода 12 формировател  13 импульсов . В паузах между импульсами управл емый усилитель 10 служит дл  подавлени  импульсов емкостного тока. Затем сигнал при помощи фазового детектора 14, на который поступают опорные импульсы с выхода 16 формировател  13 импульсов, преобразуетс  из напр жени  переменного тока в посто нное напр жение, пропорциональное току электрохимической реакции. С фазового детектора 14 сигнал подаетс  дл  регистрации на самописец 17. Работа формировател  13 импульсов и источника 2 переменного напр женн  взанмосв зана, дл  чего выход /S формировател  13 импульсов подаетс  н  вход источника 2 переменного напр жени .

Предмет изобретени 

Claims (3)

1.Переменнотоковый способ пол рографического анализа, заключающийс  в том, чт(. на пол рографическую  чейку подают напр 

жение посто нного тока, измен ющеес  во времени по линейному закону, и напр жение переменного тока малой амплитуды, в котором имеютс  горизонтальные участки, и измер ют переменную составл ющую тока электрохимической реакции в К01щах горизонтальных участков полуволн неременного нанр }кени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  отношени  сигнал-помеха и упрощени  аппаратуры, в качестве переменнотоковой составл ющей напр жени  используют напр жение трапецеидальной формы.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве напр жени  трапецеидальной формы используют ограниченное с двух сторон

но амплитуде синусоидальное на пр жение.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве напр жени  трапецеидальной формы иснользуют ограниченные с двух сторон но амплитуде импульсы экспоненциальной

формы.

эл

JЛ

Гл.

:LJ

Фиг J

v/a. S ,

tc

Фиг 8

Фиг.З