Инверсионная вольтамперомиетрия - Выдра Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Дальнейшего повышения чувствительности удалось достичь при помощи микроаналитической ячейки, изображенной на рис. 55,6 [147]. Электрод из стеклоуглерода можно непосредственно использовать для определения благородных металлов или в качестве подложки для ртутного пленочного электрода. Капля раствора [5—20 мкл] помещается на диск из стеклоуглерода, после чего тефлоновая втулка устанавливается таким образом, чтобы капля касалась пористого стекла и вспомогательного платинового электрода.
С помощью трехэлектродной схемы можно расширять возможности ячейки. При использовании этой ячейки и метода переменнотоковой вольтамперометрии на второй гармонике в 5 мкл раствора было определено 10"11 г Hg на угольном электроде и 10-12 г РЬ на ртутном пленочном электроде.
Определение в очень малом объеме можно проводить и если использовать ячейку для электролиза в тонком слое раствора [98]. В стеклянную ячейку помещаются два стеклянных цилиндра с электродами в виде серебряных пластинок, покрытых ртутью. Их перемещение осуществляется микрометрическим винтом. На одну пластинку наносится небольшая капля раствора (порядка десятков микролитров), и пластинки сдвигаются при помощи микрометрического винта на расстояние 50—100 мкм; между пластинками образуется тонкий слой раствора. Объем раствора у электрода изолирован в стеклянной ячейке, которая деаэрируется инертным газом.
Конструкция ячейки очень удобна для программированных и автоматизированных определений. Были описаны ячейки для программированного определения со стационарным ртутным капельным электродом [99] (рис. 56, а и б) и для автоматизированного определения с вращающимся ртутным пленочным электродом [100] (рис. 56, б). Дальнейшие подробности об аппаратуре, программах и т. д. приведены в следующем разделе.
6*
164
Глава 4
Инертный газ Сток_ | f
Мешалка
/СбрасыВатем ?? капель
Мембрана из пористого стема
Вращающийся . _ ртутный пленочный 2т^ ^электрод
Всда—А\
06разец~Л Вспомогательный v|
Рис. 56. Ячейки для программированного инверсионного анализа.
с—[99] (верхний рисунок — вид сверху); б — устройство для сброса (обновления) капель (нижний рисунок — вид сверху) Г99]: 1— сбрасыватель; 2 — соединения; 3 — подшипник; 4— фиксирующее кольцо: 5 — рычаг; 6 ¦— эксцентрический диск; 7 — стер* жень; 8 — ограничитель; 9 ¦— соединение к мотору; 10 — синхронный мотор; 11 — рама; 12 — мотор мешалки; 13 — капилляр; 14 — электролитическая ячейка; 15— пружина, в — [100].
4.1.4. Измерительная аппаратура для инверсионного анализа
Для различных электрохимических измерений методом инверсионной вольтамперометрии существуют серийные приборы, например такие комплектные измерительные устройства, как полярографы, и даже ряд электронных приборов, из которых комплек-
Аппаратура и методика эксперимента
165
Рис. 57. Схема операционного усилителя без обратной связи (а) и с обратной связью (б).
1 — вход; 2 — выход.
туется измерительная аппаратура (потенциостаты, гальваностаты, усилители тока и напряжения, регистрирующие устройства и т. д.). В настоящее время в продаже имеются высококачественные приборы или отдельные блоки. Основные их недостатки— относительно высокая цена и одноцелевое назначение.
Очень удобным является прибор, составленный из операционных усилителей (ОУ), завоевавших популярность в последние 15 лет. ОУ представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления и малым дрейфом; обычно ОУ применяется в вычислительных устройствах. Для изготовления ОУ используются либо миниатюрные транзисторы, либо интегральные схемы. Операционные усилители, имеющиеся в продаже, — это компактные элементы с диаметром примерно 1—2 см; принципиальная схема устройства дана на рис. 57. Включением различных элементов (R, С) на входе, выходе и в цепи обратной связи усилителя можно получить схемы, которые выполняют функции источника напряжения или тока, повторителя напряжения или тока, а также усилителя, интегратора, дифференцирующего звена и т. д. Преимущество ОУ заключается в том, что составление таких схем нетребует специальных знаний в области электроники, и каждый, работающий в химической лаборатории и обладающий минимумом знаний в области электротехники, способен собрать необходимую аппаратуру. Для этой цели продаются многими фирмами США (Heath Co., Benton Harbour, Michigan; ARF Products, Raton, New Mexico; McKee-Pedersen Instruments, Danville, Calif.; Granville Philipps Co., Boulder, Colo.; «Gais III», Generalized Analog Instrument Synhetizer, Granville Philipps Co., Boulder Colo.) модульные блоки, содержащие определенной количество элементов (ОУ, самописец или осциллограф и другие электронные элементы, а также источник напряжения, декадные магазины сопротивлений и т. д.). Это позволяет с небольшими затратами и за короткое время собрать различную измерительную аппаратуру.
Некоторые фирмы США продают и универсальную электроана-литическую аппаратуру на основе ОУ. В этом случае не требуется соединять отдельные модули, а необходимая схема составляется с помощью переключателей. К таким аппаратам относится, например, «N. I. L. Electrograph» (фирма National Instrument Laboratories, Rockville, Maryland) или «Electroscan 30» (Beckman, Ful-terton, Calif.).
