Импеданс ячейки

Тогда, проведя векторное кости двойного слоя из результатов измерения общего импеданса ячейки, получают импеданс нижней цепи схемы (рис. 163). Дальнейший анализ проводят, представляя полученные данные в координатах — [c.305]

Так как емкости в эквивалентной схеме ячейки соединены параллельно, то влияние емкости на общий импеданс ячейки [c.167]

Приведенную в разд. 4.1.4 эквивалентную схему измерительной ячейки для электрохимических методов анализа можно значительно упростить применительно к методам переменнотоковой полярографии. Поверхность раздела фаз неполяризуемого противоэлектрода и электролита в отличие от небольших поляризуемых электродов обладает небольшим импедансом (переменнотоковым сопротивлением). Емкостный ток, возникающий между капельным электродом и электродом сравнения, также очень мал, поскольку в измерительной ячейке находится раствор электролита. Импеданс ячейки складывается из импеданса поверхности раздела фаз поляризованного электрода и электролита и сопротивления раствора электролита. Перемен- [c.153]

Рис. 54. Схема включения векторметра для измерения импеданса ячейки

Графики, связывающие изменения удельной низкочастотной электропроводности с приростом величины определяемых активной и реактивной компонент полной проводимости, или импеданса ячейки с раствором, называются диаграммами соответствия. Обязательным элементом диаграмм соответствия являются характеристические кривые. Рассмотрим пример кислотно-основного титрования [c.126]

Уравнение (48.8) легко проверить экспериментально. Величина й рассчитывается из общего импеданса ячейки при заданном потенциале по эквивалентной схеме, приведенной на рис. 131, а, а константа Ь и [c.259]

Eq sin (ut. Отношение амплитуд переменного потенциала к переменному току дает абсолютное значение импеданса ячейки, а сдвиг синусоид по оси времени друг относительно друга — сдвиг, фаз [c.50]

Для измерения электропроводности растворов электролитическую ячейку включают в плечо моста переменного тока Вина с частотой порядка 1 кГц, так как при этой частоте емкостное сопротивление двойного электрического слоя составляет незначительную часть импеданса ячейки. Схема моста Вина представлена на рис. 2.8. [c.72]

Следует заметить, что эквивалентные схемы, учитывающие все особенности электрохимических процессов, достаточно сложны. Они рассмотрены в последующих главах. На практике часто достаточно применения упрощенной схемы, в которой с помощью резисторов моделируются активные составляющие импеданса ячейки, а с помощью конденсаторов - реактивные (емкостные) составляющие этого импеданса (рис. 3.4). При этом электрод представляют как конденсатор с емкостью Сэ и как сопротивление Последнее не равно омическому сопротивлению, а зависит от потенциала и включает в себя все виды сопротивлений, соответствующих явлениям перенапряжения на электроде. Сопротивление Rv характеризует омическое сопротивление раствора в ячейке, а емкость Су - емкость конденсатора, образуемого электродами и раствором, находящимся между ними. [c.79]

На основе различий в свойствах импеданса емкости двойного электрического слоя и фарадеевского импеданса (зависимость от потенциала электрода, сдвиг фаз тока и напряжения, частотная зависимость, эффект выпрямления) измерить можно только одну из этих величин. Не следует считать на основе эквивалентной измерительной схемы, что фарадеевский импеданс и емкость двойного электрического слоя—две не зависящие друг от друга величины. Обе, включенные параллельно, служат только в качестве модели поверхности раздела электрода и электролита. Часто используют более расширенную модель эквивалентной схемы. При измерении переменнотокового сопротивления в каждом случае получают общий импеданс ячейки и путем соответствующих мероприятий и учитывая различия в свойствах С , и пытаются затем замерить только одну какую-то из этих величин. [c.155]

На данной установке измеряют общий импеданс ячейки. В отсутствие окислительно-восстановительного процесса (фарадеевский импеданс очень большой) общий импеданс ячейки равен сумме сопротивлений емкости двойного электрического слоя и электролита. При одновременном протекании тока окислительно-восстановительного процесса и емкостного тока для раздельного определения фарадеевского импеданса и емкости двойного электрического слоя (разд. 4.5.1) следует использовать различие в их свойствах. [c.156]

Если иметь в виду, что действительная составляющая тока соответствует омическому сопротивлению, а мнимая - емкостному сопротивлению, то можно осуществлять два типа измерений - измерения, связанные с регистрацией активной компоненты импеданса ячейки, и измерения, связанные с регистрацией реактивной составляющей импеданса. [c.80]

Сравнивая оба метода высокочастотного титрования с помощью с-ячейки по ее активной и реактивной компоненте полной проводимости, следует подчеркнуть, что первый из них целесообразно применять, когда ожидается преимущественное изменение активной составляющей импеданса ячейки и образца. С другой стороны, титрование по реактивной компоненте может дать лучшие результаты в случае значительного прироста диэлектрической проницаемости, т. е. при диэлкометрическом титровании. От выбора участка характеристической кривой, в интервале которого происходит изменение параметров исследуемого раствора, зависит точность и чувствительность метода титрования. Последние зависят также от однозначности положения точки эквивалентности на характеристической кривой и от качества графических построений, проводимых при обработке данных эксперимента. [c.128]

Отсюда, зная значения всех остальных параметров, можно найти импеданс ячейки. Если использовать симметричный мост (в котором значения импеданса третьего и четвертого участков равны), то искомые составляющие импеданса ячейки будут равны значениям и s.2 или р,2 и Ср,2 на втором участке моста. [c.147]

Рассмотрим переменнотоковое поведение электрода, на котором протекает электрохимическая реакция в кинетическом режиме в области малых поляризаций, т. е. при соблюдении поляризационного уравнения (6.7). Импеданс ячейки, содержащий такой электрод, соответствует схеме замещения, изображенной на рис. 9.15, а. Последовательно с активным сопротивлением электролита Язл включен импеданс рабочего электрода. Ток, проходящий через электрод, разделяется на фарадеевскую и не-фарадеевскую составляющие. Фарадеевская составляющая вызывает периодические колебания потенциала, описываемые уравнением (6.7). Соответствующий участок в схеме замещения. может быть представлен активным сопротивлением / ф, которое равно отношению поляризационного сопротивления р (удельного) к площади поверхности электрода 7 ф = р/5. Нефарадеевский ток заряжения связан с периодическим изменением количества зарядов в двойном электрическом слое при колебании потенциала. Он зависит от общей емкости д.э.с. электрода С , которая равна 5С (С — удельная емкость). Ток [c.147]

Эквивалентная схема для такого импеданса ячейки показана на рис. 1. [c.359]

Омическое падение в цепи, вызванное сопротивлением Re, не превышает 20 мкВ и им можно пренебречь, принимая во внимание суммарный импеданс ячейки. Основной переменный ток ib, измеренный на ячейке в-отсутствие восстанавливаемого вещества, прямо пропорционален частоте приложенного переменного тока. Это показывает, что данный ток является полностью емкостным. Следовательно, фарадеевский ток можно вычислить из уравнения [c.360]

Недостатком Т-образных мостов является зависимость условия равновесия (21.3) от частоты. Чтоб избежать этой трудности, Лоренц предложил Т-образный мост, работающий по так называемой схеме замещения (рис. 43). Определение импеданса ячейки Я в этом случае выполняется следующим образом. Сначала переключатель П ставится в позицию 1 (ячейка отключена) и мост компенсируется с помощью магазина сопротивлений и магазина емкостей С3. Согласно (21.3), учитывая, что = 2а = И](оС, 3 — ( 3 4" и 24 = R - - имеем [c.93]

С другой стороны, импеданс ячейки можно записать в форме [c.117]

Полный импеданс ячейки при адсорбции поверхностно-активного вещества равен [c.120]

Если анализируемая проба находится в конденсаторе колебательного контура, то говорят об измерении с помощью емкостной ячейки. На эффективную емкость такой ячейки оказывают в [ияние диэлектрическая проницаемость и электропроводность пробы, а следовательно, и резонансная частота и демпфирование колебательного контура. Таким образом, пе- ременнотоковое сопротивление — импеданс ячейки зависит от диэлектрической проницаемости и электропроводности пробы. Резонансная частота и амплитуда колебаний в колебательном контуре отражают изменение импеданса. [c.329]

Важной особенностью С -метров является то, что измерительная ячейка подключается к системам, в которых автоматически поддерживается резонанс токов. При этом активная и реактивная компоненты импеданса ячейки проярляются отдельно активная проводимость [уравнение (16)] проявляется в виде изменения амплитуды колебаний, а прирост эквивалентной емкости [уравнения (17) и (20)] выражается в расстройке колебательного контура и сдвиге его резонансной частоты. [c.130]

Если анализируемая проба находится в конденсаторе колебательного контура, то говорят об измерении с помощью емкостной ячейки. На ее емкость оказывают влияние диэлектрическая ироницаемость и электрическая проводимость пробы, которые, таким образом, определяют иеремеппото-ковое сопротивление - импеданс ячейки. Резопапспая частота и амплитуда колебаний в контуре отражают изменение импеданса. [c.159]

Типичный рабочий диапазон частот для двойнослойных измерений находится в области 400 -2000 Гц. Однако для некоторых целей могут понадобиться измерения при более низких или высоких частотах. Например, когда ячейка обладает большим сопротивлением (в разбав-лшных растворах), для увеличения емкостной составляющей импеданса может оказаться желательной работа на низких частотах. Аналогично для измфений в нормально проводящих электролитах на низких или высоких частотах будет выгоднее увеличить (или уменьшить) площадь электрода, чтобы уравновесить шкосгную и (мичес составляющие импеданса ячейки. В условиях, когда емкостная и омическая части импеданса различаются сильно, значительными преимуществами обладает чувствительное к фазе детектирование, отличающее омический разбаланс от емкостного [38]. При измерениях на частотах выше 10 кГц важную роль начинают играть остаточная индуктивность мостовых элементов и присущая большим слюдяным конденсаторам измерительных,звеньев частотная зависимость. Для таких измерений могут потребоваться специальные мостовые схемы, такие, как равноплечие трансформаторные мосты [48] или двойные Тобразные мосты [49]. [c.98]

Мостовые методы измерения электродного импеданса на твердых металлах, таких, как платина, вообще говоря, неудовлетворительны. Тому имеется две причины во-первых, повфхность металла имеет микроскопические шероховатости, возникающие при обработке металла. В результате возникает частотная зависимость импеданса ячейки, аналогичная по своей природе частотным эффектам, вызванным экранированием электролита и его проникновением на ртутном капиллярном электрода Во-вторых, на твердых электродах редко достигается условие идеальной поляризуемости даже в ограниченной области потенциалов. Это происходит вследствие разряда следов примесей в металле и в растворе и, что более важно в случае благородных металлов, вследствие выделения водорода и окисления электродоа Такие побочные процессы осложняют измерение емкости частотными и релаксационными методами. Поэтому были разработаны другие методы, основанные на вольтамперометрии при контролируемом потенциале или тока Такие методы, хотя они и менее точны по сравнению с мостовым, дают более достоверные результаты для твердых электродов. Недавно вольтамперометрические методы нашли широкое применение при изучении адсорбции и окисления органических веществ на платине и других электродах из благородных металлов. [c.99]

Изображенная на рис. 14 схема может использоваться в методе двойного прямоугольного импульса тока с генератором импульсов для создания двойного импульса. Имеются импульсные генераторы и дифференциальные усилители с подходящими характерными време нами (10 с), однако необходимо обратить особое внимание на то, чтобы импеданс ячейки оставался низким (менее 100 Ом). Обычно в качестве электрода сравнения предпочтительно использовать проти воэлектрод, что позволяет уменьшить эти импедансы. Обусловлен ное импедансом время переключения искажает работу схемы кроме того, следует сводить к минимуму остаточную индуктивность, поскольку это приводит к перегрузке усилителя и к побочным пере жениям. [c.231]

Чтобы не прибегать к предположению о независимости от наличия реагента, надо провести полный векторный анализ измерен ного импеданса ячейки в зависимости от частоты. С этой целью Слюй терс и сотр. [479, 480, 529, 531, 533, 536, 538] использовали особен но удобный подход, основанный на построении графика зависимости емкостной составляющей импеданса от его омической составляющей, что соответствует анализу на комплексной плоскости. Если замед ленной стадией является лишь перенос заряда, то взаимная зависи мость емкостной и омической составляющих описывается полуок ружностью (рис, 21, а). Нефарадеевскую емкостную составляющую можно определить по частоте со , соответствующей верхней точке [c.246]

Пейн [441 ] и О Брайен и Сато [420] исследовали импедансные характеристики электродных систем методом временной рефлекто-метрии. На электрохимическую ячейку с помощью трансмиссионной линии подавали прямоугольный сигнал от генератора импульсов с очень большим быстродействием (около 1 не или менее). Падающая и отраженная от электрохимической ячейки волны подавались затем на импульсный осциллограф с помощью зонда и Т-образного пробника, подключенных к трансмиссионной линии (рис. 23). По амплитуде и форме импульса, отраженного от конца трансмиссионной ячейки, можно найти импеданс ячейки при эквивалентах частоты до 10 Гц. При должным образом отрегулированной ячейке импеданс рабочего электрода удается измерить в течение нескольких наносекунд после его отклонения от равновесия. Кроме того, если ячейка включена в систему емкостным образом, микроволновая техника позволяет обходиться без присоединения к ячейке проводников. [c.251]

В ходе измерения обычно определяют импеданс не отдельного (рабочего) электрода, а ячейки в целом. Импеданс ячейки 2я (рис. 9.13) складывается из последовательно включенных имп едансов рабочего эл ектрода 2р.э, вспомогательного электрода 2вс.э и электролита 2,., (практически равному активному сопротивлению / эл электролита). Кроме того, между параллельно расположенньши электродами возникает емкостная связь с импедансом 2с, включенным параллельно остальным видам импеданса. Условия опыта подбирают таким образом, чтобы Z Zp.з >Zs .э Для этого поверхность вспомогательного электрода должна значительно превышать поверхность рабочего электрода и расстояние между этими электродами должно быть достаточно большим. Тогда измеряемый импеданс ячейки 2я практически равен 2р,э + 2эл- [c.146]

Структурная схема макета приведена на рис. 11. Резкое увеличение импеданса ячейки в мо 1ент обрыва капли. приводит к кратковременному возбуждению высокочастотного генератора 11 — таймера прибора. Импульс осцилляций запускает реле времени 12. Через 2 с после обрыва капли это реле приводит в действие импульсные генераторы, вырабатывающие положительные импульсы А и отрицательные импульсы В длительностью 40 мс, с помощью которых открываются диодные клапаны двух фильтров-усилителей 4, 6 и импульс С длительностью 20 мс, который закрывает диодные клапаны в измерительном блоке 7 для полного или частичного разряда его интегрирующего конденсатора. Другой генератор иМпульсов, приводящийся в действие задним фронтом импульса С, вырабатывает импульс О длительностью 20 мс, который закрывает диодные клапаны между выходом фильтра-усилителя 6 и интегрирующим конденсатором измерительного блока 7. Этот конденсатор является элементом интегратора Миллера. Выходное напряжение, ступенчато меняющееся от капли к капле, непрерывно поДается на регистрирующий эл ектронный самописец 8. Импульсные генераторы так взаимосвязаны, что импульсы А, В я О заканчиваются в одно и то же время. Для повышения отношения сигнал/шум [c.128]

Схема а называется иногда мостом Соти — Вина. Различие между схемами а ж б (или в ж г) сводится к представлению импеданса ячейки последовательной (Л = или параллельной (/ = Кр, Су = Ср) схемами. Наконец, пятый мост д — так называемый мост Шеринга — отличается от четырех предыдущих несимметричностью. Условия равновесия моста Шеринга [c.88]

Практически результаты измерений получаются в виде значений На (или Нр) и с а (или Ср), характеризующих входной импеданс ячейки при некоторых фиксированных частотах переменного тока. В связи с тем, что значения 7 и Сд легко пересчитываются к НршСр по уравнениям типа (18.7), мы будем считать, что результатом измерений является набор параметров последовательной [c.106]

В этих условиях электрод ведет себя как идеально поляризуемый, а импеданс ячейки равен Хц = Вд — у/соСд. Постоянство Лз и Сз в достаточно широком диапазоне частот является главным критерием соответствия условий эксперимента сделанным предположениям. Если это постоянство не соблюдается, то, очевидно, либо конструкция ячейки выбрана не удачно и имеют место эффекты, обусловленные неравномерным распределением тока, обсуждавшиеся во второй главе, либо электрод на самом деле не является идеально поляризуемым. Последнее может быть связано, например, с загрязнением электролита поверхностно-активными веществами, или с тем, что в избранном интервале потенциалов ионы фона не являются электрохимически индифферентными, или, наконец, с присутствием в электролите неучтенных электрохимически-активных веществ (например, растворенного молекулярного кислорода, продуктов коррозии металла электрода и т. п.). Разумеется, при таких условиях независимое определение Вд и Сд становится невозможным. [c.107]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология