Ртутний крапельний електрод для циклічної обернено-похідної хронопотенціометрії із заданим змінним струмом

Реферат: Ртутний крапельний електрод для циклічної обернено-похідної хронопотенціометрії із заданим змінним струмом промислової частоти містить пластиковий медичний шприц, циліндр якого заповнено ртуттю, а в його нижню частину вмонтовано платиновий контакт та приєднано скляний капіляр; у циліндрі шприца між ртуттю і поршнем знаходиться бульбашка повітря. UA 120522 U (12) UA 120522 U UA 120522 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електрохімічних методів дослідження, зокрема до циклічної обернено-похідної хронопотенціометрії (ЦОПХ) із заданим змінним струмом промислової частоти. Напрямками застосування корисної моделі можуть бути фізико-хімічні дослідження в галузі кінетики електрохімічних реакцій. В електрохімічному аналізі пропонований електрод може знайти застосування при хронопотенціометричному визначенні малих концентрацій металів та органічних сполук в об'єктах довкілля, харчових продуктах, фармацевтичних препаратах. Ртутний крапельний електрод (РКВ) в його класичному варіанті був запропонований Я. Гейровським [1]. Електрод являв собою товстостінний скляний капіляр з внутрішнім діаметром від 0,001 до 0,01 мм, з'єднаний гнучкою трубкою з резервуаром, що містив достатній запас металічної ртуті. Характеристики електрода можна було регулювати шляхом піднімання та опускання резервуара із ртуттю. Процес формування крапель на такому електроді тривав безперервно, поки апаратура здійснювала реєстрацію полярограми. В одному експерименті з РКЕ могло бути витрачено декілька мілілітрів ртуті. Так, за відомим способом полярографічного визначення формальдегіду у воді [2], який включає полярографування аліквоти води на ртутному капаючому індикаторному електроді на фоні, який складається із суміші розчинів, проводили визначення концентрації формальдегіду на підставі вимірювання висоти його полярографічної хвилі. Недоліком даного визначення є велика витрата ртуті на виконання одного аналізу. Відомий спосіб визначення свинцю методом інверсійної хронопотенціометрії у водних розчинах [3], що включає вимірювання за допомогою ртутного електрода при негативному потенціалі відносно хлоридсрібного електрода. Як робочий електрод було застосовано твердий срібний електрод з нанесеною на його поверхню амальгамою срібла. Вимірювання виконують за методом інверсійної хронопотенціометрії після мінералізації органічних речовин у пробі. Недоліком цього методу є необхідність приготування амальгами срібла шляхом електролітичного осадження ртуті на поверхню срібної основи. Амальгама з часом втрачає свої властивості через підвищення концентрації срібла в ній. Задачею корисної моделі, що заявляється, є суттєве зниження витрати ртуті на одне визначення. Це досягається за рахунок витікання лише 3-4 крапель протягом часу одного аналізу. Особливістю методу ЦОПХ є те, що він вимагає дуже малої площі електрода, тому інформативним є лише початковий період формування краплі. Апаратура, яка використовується з таким електродом, повинна забезпечувати безперервний запис зміни потенціалу електрода протягом кількох сотень періодів заданого змінного струму. При реалізації електрода було використано відрізок стандартного скляного капіляра 1, з комплекту полярографа ПУ-1, який був зістикований з медичним шприцом 2 місткістю 1 мл. в нижню частину якого було введено платиновий контакт 3 з припаяним мідним провідником (Фіг. 1). Місце з'єднання шприца з капіляром було залито епоксидною смолою, яка після полімеризації утворила монолітний блок. Циліндр шприца заповнювався металічною ртуттю таким чином, щоб між нею і поршнем залишалась невелика бульбашка повітря. Вся конструкція вміщена у захисний корпус 4, виконаний з відрізка товстостінної поліетиленової трубки. Принцип дії пристрою полягає в тому, що при натискуванні на поршень зростання тиску в повітряній бульбашці змушує ртуть витікати з капіляра в аналізований розчин у кількості трьохчотирьох крапель. ПРИКЛАД 1 Реєстрація обернено-похідної хронопотенціограми неорганічного деполяризатора. Розчин плюмбум(ІІ) нітрату з концентрацією Pb(NO3)2 0,01 моль/л, об'ємом 1 мл вносили у мірну колбу місткістю 100,0 мл і доводили до мітки фоновим розчином 1М НС1. Після такого розведення концентрація Рb-іонів у розчині становила 110 моль/л. Після встановлення початкового потенціалу (-0,08 В) і катодного напрямку поляризації вмикали комп'ютерну реєстрацію і приводили в дію крапельний електрод. На реєстрограмі було виявлено дві ідентичні залежності з інтервалом поляризації електрода -0,68-0,08 В, зареєстровані на другій і третій краплях. На Фіг. 2 наведено катодну і анодну гілки відповідної хронопотенціограми. ПРИКЛАД 2 Реєстрація обернено-похідної хронопотенціограми огранічного барвника "метиленовий синій". Розчин барвника готували на фоні 1М NaOH по наважці 4,0 мг на 25 мл розчину з . -4 концентрацією 5 10 моль/л. Встановлювали початковий потенціал поляризації рівний -1,0 В і катодний напрямок розгортай потенціалу. Приводили в дію крапельний електрод. На реєстрограмі було виявлено дві ідентичні залежності на першій та другій краплях в інтервалі потенціалів поляризації -1,64-1,00 В. Відповідну хронопотенціограму наведено на Фіг. 3. ПРИКЛАД 3 1 UA 120522 U 5 10 Реєстрація обернено-похідної хронопотенціограми фармацевтичного препарату "фолева . -4 кислота, субстанція". Цей розчин з концентрацією 5 10 моль/л також готували на фоні 1М NaOH. При катодному напрямку розгортки потенціалу і початковому потенціалі поляризації електрода -0,06 В на реєстрограмі було зафіксовано дві ідентичні залежності, одержані на першій та другій краплинах ртуті. Інтервал значень потенціалу поляризації становив -1,78-0,06 В. Відповідна хронопотенціограма наведена на Фіг. 4. Джерела інформації: 1. Гейровський Я. Основы полярографии / Я. Гейровський, Я. Кута. - М.: Мир, 1965. - 559 с. 2. Пат. України на кM № 11190, МПK G01N 27/48. Спосіб полярографічного визначення формальдегіду у воді / Резнік Т.С., Твердохліб С.П., Окішев О.М., Лящова М.Г., Неловко Д.В., Рубашко В.М. / опубл. 15.12.2005, бюл. № 12. 3. Пат. України на КM, № 56867, МПК G01N 27/49 G01N 27/48, C01G 21/00. Спосіб визначення свинцю методом інверсійної хронопотенціометрії у водних розчинах / Суровцев І.В., Галімова В.М., Копілевич В.А. / опубл. 25.01.2011, бюл. № 2. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Ртутний крапельний електрод для циклічної обернено-похідної хронопотенціометрії із заданим змінним струмом промислової частоти, що містить пластиковий медичний шприц, циліндр якого заповнено ртуттю, а в його нижню частину вмонтовано платиновий контакт та приєднано скляний капіляр; у циліндрі шприца між ртуттю і поршнем знаходиться бульбашка повітря. 2 UA 120522 U 3 UA 120522 U 4 UA 120522 U 5 UA 120522 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6