Автореферат (1150299), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Существенные различиямежду измеренными и рассчитанными наоснованиирезультатамикулонометрическихнаблюдаютсяконстантвобластиконцентраций растворенного кислорода менее 2мг/дм3, причем расчетные значения превышаютизмеренныеспомощьюпроточногоанализатора кислорода.Вероятнее всего, при снижении концентрации растворенного кислорода смещаетсяравновесие между объемной концентрацией кислорода и концентрацией кислорода в микропорахфторопласта. В рамках предложенных объяснений вида полученных хроноамперограмм можнопредположить, что использование пористого серебряного электрода без связующего приведет ксущественному снижению погрешности в области микроконцентраций.Как было установлено, предложенная конструкцияячейки с биполярной ионообменной мембраной может бытьиспользована и для амперометрического определениярастворенногокислорода.Нарисунке12приведеназависимость значений начальных токов хроноамперограммотконцентрациирастворенногокислородапрификсированной скорости протока анализируемой пробычерез рабочий электрод.
В этом случае наблюдаетсялинейная зависимость измеренного сигнала от концентрациирастворенного кислорода с коэффициентом корреляции науровне 0,99. Предложенная схема может быть использованадля контроля высокочистых (высокоомных) водных сред.Рисунок 12 - Зависимостьначальных токовхроноамперограмм отконцентрации кислорода.Определение растворенного в воде кислорода с помощью сенсора Кларка методомкоммутационной амперометрии.Методкоммутационнойамперометриипредставляетсобойспособповышениячувствительности амперометрии за счет введения коммутатора в схему электрохимическойячейки.
Основное описание принципов метода коммутационной амперометрии изложено впатенте на изобретение [2].Для проверки возможности определения концентрации растворенного кислорода методомкоммутационной амперометрии нами была собрана следующая экспериментальная установка: встакан с деионизованной водой объемом 300 мл был опущен датчик кислородомера АКПМ-02,которыйбылподключенкпотенциостату,позволяющемупроводитьизмерениявкоммутационном режиме. Для контроля концентраций растворенного кислорода в ходеэксперимента в стакан так же был помещен датчик промышленно выпускаемого кислородомераМАРК-302Т (ООО «ВЗОР»). После установления показаний содержания растворенногокислорода на кислородомере МАРК-302Т и выхода регистрируемой хроноамперограммы напостоянное значение для воды насыщенной кислородом производились добавки сульфита натрияв анализируемую среду (~10 мг).
Из полученных данных была построена градуировочнаязависимость для датчика АКПМ-02 в коммутационном режиме (рисунок 13). Для сравненияаналогичный эксперимент был проведен в классическом потенциостатическом режиме (рисунок14).Рисунок 14 - Градуировочная зависимостьдля датчика АКПМ-02 в классическомпотенциостатическом режиме.Рисунок 13 - Градуировочная зависимостьдля датчика АКПМ-02 в коммутационномрежиме.Значения токов шума для проведенных экспериментов составили 1-2 мкА длякоммутационного режима, и 5-8 нА для классического потенциостатического режима. Изполученных данных была определена чувствительность для сенсора Кларка при работе в18классическом потенциостатическом режиме и в режиме коммутационной амперометрии, кактангенс угла наклона градуировочной зависимости.Из-за сложности задания и поддержания низких концентраций растворенного в водекислорода провести эксперимент в области низких концентраций не представлялось возможным.Тем не менее, из приведенных зависимостей видно, что применение коммутационного режимаизмерений при определении содержания растворенного кислорода дает выигрыш почувствительности на три порядка.Литература:1.
Moskvin L.N., Rodinkov O.V., Analytical application of liquid-gas and liquid-gas-solidchromatography//Critical Reviews in Analytical Chemistry, Vol. 24, No. 5-6, 1994. pp. 317-325.2. Мошкин В.В., Хустенко Л.А., Способ коммутационной хроноамперометрии // Патент РФ24897 от 10.02.2010.Выводы- теоретически доказана возможность использования кулонометрического метода определенияконцентрации растворенного в воде кислорода;- разработаны и экспериментально апробированы конструкции электрохимических ячеек сотделением электродной системы от анализируемой среды газопроницаемой мембраной и срасположением рабочего электрода в потоке анализируемой среды;- предложен алгоритм кулонометрических измерений, обеспечивающий устранение влияниятоков заряжения на аналитический сигнал;- для обеспечения электролитического контакта в кулонометрической ячейке предложеноиспользоватьбиполярнуюионообменнуюмембрану,обеспечивающуюустранениеэлектромиграции фонового электролита;- предложен метод прямой кулонометрии с расчетом полного количества электричества повеличине кулонометрической константы, рассчитаны величины кулонометрических константдля разработанных ячеек;- показано, что применение метода коммутационной амперометрии позволяет повыситьчувствительность определения концентрации растворенного в воде кислорода на три порядка.Список работ, опубликованных по теме диссертации1.
А.В. Гурская. Кулонометрический сенсор для определения кислорода / А.В. Гурская, С.С.Ермаков // Научное приборостроение. – 2012. – том 22. - №4. - стр. 111-114192. А.В. Гурская. Кулонометрическое определение кислорода. Теория и практика / А.В. Гурская,С.С. Ермаков // Вестник СПбГУ. – 2014. - серия 4. - №1. – стр.
91-1023. А.В. Гурская. Применение кулонометрического сенсора для автоматизации измеренияконцентрации кислорода в технологических водах объектов теплоэнергетики / А.В. Гурская,Е.О. Аверяскина, С.С. Ермаков //Журнал прикладной химии. – 2014. – том 87. - №11. – стр.1615-16194. А.В.
Гурская. Электрохимический датчик растворенного кислорода с проточным рабочимэлектродом / А.В. Гурская, С.С. Ермаков //Журнал прикладной химии. – 2015. – том 88. - №5. –стр. 739-7435. А.В. Гурская. Определение растворенного в воде кислорода кулонометрическим методом / С.С.Ермаков, А.В. Гурская // VI Научно-техническое совещание "Проблемы и перспективыразвития химического и радиохимического контроля в атомной энергетике"Атомэнергоаналитика - 2011". - Сосновый Бор.
- 13-15 сентября 2011. – Сборник тезисовдокладов. – стр.446. А.В. Гурская. Разработка кулонометрического сенсора кислорода / С.С. Ермаков, А.В. Гурская// VI Всероссийская конференция студентов, аспирантов и молодых ученых с международнымучастием "Менделеев-2012" – Санкт-Петербург. – 3-6 апреля 2012. – Сборник тезисов докладов.– стр. 165-1667.
A.V. Gurskaya. Calibrationless oxygen sensor. / A.V. Gurskaya, S.S. Ermakov // InternationalConference of Young Chemists. – Amman, Jordan. – 8-10 april 2012. – Book of abstracts. – p. 688. A.V. Gurskaya. Coulometric oxygen sensor. / S.S. Ermakov, A.V. Gurskaya // 37th InternationalSymposium on Environmental Analytical Chemistry (ISEAC-37). – Antwerp, Belgium. – 22-25 may2012. - Book of abstracts. – p.2279. А.В. Гурская. Кулонометрический кислородный сенсор / С.С. Ермаков, А.В. Гурская // VIIIВсероссийской конференции по электрохимическим методам анализа «ЭМА-2012».
– Уфа. – 39 июня 2012. - Сборник тезисов докладов. – стр. 5510. А.В. Гурская. Определение растворенного кислорода кулонометрическим методом. / С.С.Ермаков, А.В. Гурская // 1-ая Зимняя Молодежная школа-конференция с международнымучастием «Новые методы аналитической химии».
– Санкт-Петербург. – 17-22 февраля 2013. –Сборник тезисов докладов. - стр. 4111. А.В. Гурская. Устройство для определения концентрации кислорода в водных и газовых средах/ С.С. Ермаков, А.В. Гурская // патент РФ на изобретение № 2469306 от 11.08.201112. А.В. Гурская. Кислородный сенсор / С.С. Ермаков, А.В. Гурская // патент РФ на полезнуюмодель №111671 от 12.08.201120.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
