Способ определения параметров высокотемпературной трехэлектродной электрохимической ячейки

Способ определения параметров высокотемпературной трехэлектродной электрохимической ячейки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Соивтсних

С оциалистическии

Республин

«-1 5ЗО359

2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.04.74 (21) 2019675/l0 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.76.Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания!04.02.77 (51) N. Кл.е

Н 01 G 9/22

Гооударотеенный комитет

Соввто Миниотроо СССР оо делан изооретений и открытий (53) УДК 621.35 (088.8) (72) Авторы изобретении

С. Л. Гольдштейн, М. Л. Гольдштейн, B П. Денисов, С. П. Распопин и Г. Б. Смирнов

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический (71) Заявитель институт им. С. М. Кирова (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОИ

jЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ

Изобретение относится к области измеt рения злектрохимических величин. !

Определение параметров электрохими ческой ячейки служит промежуточным эта1 ,!пом термодинамических и кинематических измерений с участием гальванических эле1 ментов (определение их э.д.с.), предшест1 вует физико-,химическим исследованиям свойств переноса (например, нахождение постоянной ячейки при измерении электро-! проводности! ионных жидкостей) или само является целью эксперимента (измерение импеданса ячейки).

Известен способ определения параметров высокотемпературной электрохимической ячейки, состояший в измерениях э.д.с. рабочий электрод-электрод сравнения и импеданса рабочего электрода на переменном токе определенной частоты.

Однако при таком способе невозможно .определить распределение постоянного тока в бездиафрагменной (тем более в диафраг менной) ячейке и омическое падение на пряжения в электролите на участке рабочий

«электрод диафрагма электрода сравнения.

Пель изобретения — оценка совместимос,ти ячейки с потенциостатической установкой. ! !

Решение этой задачи имеет большое практическое значение в связи с совершенствованием экспериментальной базы потенциостатического электролиза, реализуемого уже при токах в десятки,ампер.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу фиксируют э.д.с. (E ) рабоI 0 чий электрод — вспомогательный электрод,,каждую пару электродов ячейки поочередно ! подключают к источнику гармонического .сигнала с последуюшей индикацией импедан:са ячейки 7,;, при заданных величинах раз15 баланса сигналов (h E) íà входе потенцио:стата и напряжения (E ) источника полярит зуюшего тока находят импедансы переходов рабочий электрод — вспомогательный эле1

:ктрод (7, ), рабочий электрод — диафрагма

20 .электрода сравнения (7. ), вспомогатель ный электрод — диафрагма электрода срав нения (7 ) и выходного блока усилителя 5 мошности потенциостата, распределение

1 токов / Э, в ячейке, омическое падение

25 напряжения B электролите g 7. g If дина53Î 359

3 мическую крутизну S выходной характв:т ристики потенциостата по формулам

:ч

<<«л <>< (5) 10 (5), (б) Тираж 063 Подписное

Филиал ППП "Па< еи> ", < . .Уw»<>с>п. ул, 11<:<><:<, «<»<, 4 (Z Ъ" -Ъ )(Х" - Z -2"1.

z g(Z"-Z, - T, ) 0 I

< (Х -Х -Z )(Х+Х -2)

3 2.(2" - Z, -2 ) Z =OÕà EЬ+(Ь -4(() ) )

-1 ч/2 а= S ьНХ + Z + Х )-E - Х ) з ч с 2 * 2Х2

2 Ч Ч 2 5 Ч Ч

С=-2 E(X -Т )(Х Х -Х )+К Z, 3 ч z

3, =E(E -E„)(7. +L 2. ) Е,Z,„)a.;

2 Ч 4 Ч 2 Ч 1 д (Х4 7ч)(7- + Х + X )Х >

Z (ч)

=я ->I

ig ,после чего судят о совместимости ячейки с потенциостатрм по соотношениям 222 4 > ф> 2 ч > 4 с

Пример. В качестве примера рас смотрена совместимость ячеек, предназна,ченнь х для потенциостатического осаждения;.@ ,редких металлов из хлоридных и хлоридно>фторидных расплавов на жидком цинковом о катоде при 700 С с потенциостатом большой мошности Е =20 в, Зв,70 а. В качестве электрода сравнения использован, хлор- 4О ный полуэлемент, отделенный от электролита асбестовой диафрагмой, которая закрывала торец иэ окиси .бериллия, где находился графитовый электрод. чиль потенциостатического электролизамаксимальное извлечение из электролита металла, осаждаемого на катоде. В качестве анода применяют свинец. Чтобы исключить его осаждение на катоде, анолит отделяют от католита диафрагмой, в качестве 59 которой служат пористые стенки алундового тигля, Сопротивление такой диафрагмы сильно меняется под действием пропускаемого через нее тока. Оно уменьшается до некоЦНИИПИ Заказ 5275/675 орой постоянной величина> при прону.:кии« ерез диафрагму тока 1а/см в течение

0-15 мин. Используют как свежие, так предварительно проработанные;тигли, Измерение импеданса в переменном токе проводят на частоте 8 кгц. Специальные

;опыты показывают что такая частота отве-! чает минимуму дисперсионной кривой. Ее

<подбирают таким образом, чтобы свести к

;минимуму вклад концентрационного импе данса и индуктивноейи токоподводов и про,водов.

Рассчитанные токи электролиза согласу> ются с наблюдаемыми в прямых эксперимен тах, проведенных с потенциостатом, имеюk. шим следующие параметры: Е =20 в; =

=850 a/в; l быстродействие 7..==3 10 сек; вы><=70а;, фоновый ток 3@ = 5

Электролизеры используемой геометрии отбирают не более сотых долей выходного тока потенциостата, Для первой я..эйки смешение потенциала рабочего электрода за

:счет омического падения напряжения превышает задаваемый разбаланс. Это приводит к блокировке прибора. Вторая ячейка совместима с потенциостатом, хотя и снижает вдвое крутизну его выходной характеристики. Очевидно, что третья и четвертая ячейки непригодны из-за большого сопротивления внутреннего тигля, который не был предвари тельно проработан.

Таким образом, предложенный способ позволяет оценить совместимость высокотемпературной трехэлектродной электрохимической ячейки с потенциостатической установкой:

Формула изобретения

Способ определения параметров высокоемпературной трехэлектродной электрохиической ячейки, состоящий в измерениях .д.с. рабочий электрод - электрод сравне»

ip чия и импеданса рабочего электрода на пе ременном токе определенной частоты, о т и ч а ю шийся тем, что, с целью

I ценки совместимости ячейки с потенциостатической установкой, фиксируют э.д.с. рабочим и вспомогательным электродами, ках цую пару электродов ячейки поочередно под" ключают к источнику гармонического сигнаб

<1а и поочередно измеряют импеданс для

) аждой иэ пар электродов.