Компенсация остаточного тока в фазочувствительной инверсионной вольтамперометрии для снижения границ определяемых концентраций

• Автор: Зиновьев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 180 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В ТЕКСТЕ

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВАЗОЧУВСТШТЕПЬШЙ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАШЕРОМЕТРЙИ

1.1. Аналитические возможности вольтамперометрических методов

1.2. Помехи при вольтамперометрических измерениях . .

1.3. Методы улучшения метрологических характеристик вольтамперометрии

1.4. Способы компенсации остаточного тока в переменнотоковой зольтамперометрии с синусоидальной формой поляризующего напряжения .

1.5. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА II. СТРУКТУРА ОСТАТОЧНОГО ТОКА В АЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ

ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАШЕРОМЕТРЙИ.

2.1. Аппаратура для изучения переменного остаточного тока.
2.1.1. Электрохимический датчик .
2.1.2. Автоматический кногочастотннй фазочузствительный полярограф
2.2. Условия эксперимента
2.3. Методика определения структуры остаточного тока .
2.4. Структура нескомпенсированной при фазовой селекции части остаточного тока.
ГЛАВА III. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРА И ДАТЧИКА НА СОСТАВЛЯЮЩИЕ ОСТАТОЧНОГО ТОКА И ОТНОШЕНИЕ СИГЕЩПОМЕХА
3.1. Определение минимальной частоты синусоидальной составляющей поляризующего напряжения при заданной скорости развертки
3.2. Влияние амплитуды и частоты синусоидальной составляющей поляризующего напряжения на остаточный ток и его составляющие.
3.3. Влияние омического сопротивления датчика на составляющие остаточного тока
3.4. Влияние площади и толщины пленки ртути рабочего электрода на величину сигнала и помехи в фазочувствительной инверсионной вольтамперометрии.
ГЛАВА 1У. Разработка способов и устройств компенсации остаточного тока в фазочувствительной вольтамперометрии . .
4.1. Компенсация остаточного тока посредством настройки фазы опорного напряжения по нулю остаточного тока
до начала съемки подпрограммы.
4.2. Компенсация остаточного тока путем подстройки фазы опорного напряжения во время съемки подпрограммы . .
4.2.1. Линейная подстройка фазы опорного напряжения . . .
4.2.2. Нелинейная подстройка фазы опорного напряжения . .
4.2.3. Использование в качестве опорного напряжения сигнала с дополнительного рабочего электрода
4.3. Разностный метод компенсации остаточного тока в фазочузствительной инверсионной вольтамперометрии . .
4.4. Комбинированная компенсация остаточного тока . . . Д
4.5. Экстраполяционный метод уменьшения наклона и кривизны линии фона в полярографах с разовой и временной селекцией
ГЛАВА У. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И
УСТРОЙСТВ.
5.1. Методика настройки разработанной аппаратуры
5.2. Выбор способа измерения высоты пика
5.3. Градуировочный график при использовании разработанных способов компенсации остаточного тока .
5.4. Оценка снижения минимально определяемых концентраций при использовании предлагаемы способов и схем компенсации остаточного тока.г .
5.5. Методика определения лития в особо чистых веществах с использованием нелинейного компенсатора остаточного тока.
,5.6. Методика определения ряда тяжелых металлов в водопроводной воде с использованием Автоматического концент
ратомера
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Однако большинство физических методов, в том числе все высокочувствительные, требуют дорогостоящей аппаратуры, например, атомный реактор в активационных методах. Они малодоступны и сложны 3,6 , что ограничивает их широкое внедрение в аналитическую практику лабораторий промышленных предприятий, организаций Госкомгидромета, Минздрава и т. К относительно доступным физическим методам относятся методы эмиссионного спектрального анализа 7,8 и атомноабсорбционной спектрофотометрии 9, . Эмиссионный спектральный анализ отличается большой производительностью, позволяя одновременно определять несколько десятков элементов, однако его чувствительность часто является недостаточной II . Значительно более низкими минимально определяемыми концентрациями по сравнению с эмиссионным спектральным анализом характеризуется непламенный вариант атомноабсорбционного метода. Электрохишческие методы анализа являются одними из наиболее широко используемых в аналитической практике. Ими определяют практически все элементы периодической системы, большое число неорганических и органических соединений в широком диапазоне содержаний от концентрированных растворов до . Наряду с некоторыми другими электрохимическими методами, широкое распространение получил метод инверсионной вольтамперометрии ИВ, благодаря высокой чувствительности, сравнительно невысокой стоимости аппаратуры и простоте методического оформления 4,6,, . Преимущество применения метода ИВ по сравнению с атомной абсорбцией рассмотрено в работах ,, . Показано, что метод атомной абсорбции требует применения более сложного оборудования по сравнению с ИВ, имеет более высокие пределы обнаружения. Например, предел обнаружения кадмия в атомной абсорбции равен 0,7 мгмл, в инверсионной хроновольтамперометрии 0, мгмл, а в дифференциальной импульсной вольтамперометрии 0,5 мгмл . В работе показано, что метод переменнотоковой вольтамперометрии на второй гармонике более чувствителен и селективен, чем метод атомной абсорбции. Переменнотоковая вольтамперометрия на второй гармонике позволяет определять 0,1 мкг примесей в I г свинца, а метод атомной абсорбции только более I мкг. Авторами проведено сравнение атомноабсорбционной спектроскопии пламенный и непламенный вариант и инверсионной вольтамперометрии. Показано, что пределы обнаружения большинства элементов методом ИВ значительно ниже. Это, например, позволяет проводить определение некоторых элементов в морской воде на требуемом уровне концентраций без предварительной химической подготовки пробы i, что невозможно при использовании любого физического метода. Методом ИВ можно определять несколько элементов по одной экспериментальной кривой . В работе отмечается, что вольт
амперометрия по сути дела является единственны, методом, с помощью которого можно идентифицировать химическое состояние ионов металлов при низшее концентрациях. Недостатком атомноабсорбционной спектрометрии является также высокая стоимость аппаратуры и недостаточная надежность и достоверность метода при определении микропримесей на уровне нанограммовых количеств. Последнее приводит к необходимости применения V других более чувствительных методов,например, инверсионной вольтамперометрии . Кроме того, следует отметить, что нижняя граница определяемых концентраций физических методов, в частности, спектроскопии , определяется флуктуациями сигнала, вызванными действием принципиально неустранимого шума. В то время как в вольтамперометрии Си в настоящее время ограничена принципиально устранимой систематической помехой остаточным током. Компенсация остаточного тока является существенным резервом снижения нижней границы определяемых концентраций , . Под помехой понимаются внутренние и внешние воздействия, искажающие измеряемые сигналы . Внешние помехи создаются разнообразными электрическими установками, электропроводкой и электрическими явлениями в атмосфере. Внутренние помехи возникают в самой измерительной аппаратуре и датчике , . Основными помехами при вольтамперометрических измерениях являются остаточный ток датчика, шумы прибора и датчика, пульсации постоянных напряжений и токов, наводки от переменных электромагнитных полей , .