экз. N1

Лабораторный практикум по Теоретической электрохимии Кинетика электродных процессов

Москва

2010

Содержание

1. Описание и работа прибора 3

   1. Назначение прибора 3

   2. Устройство и принцип работы 3

2. Подготовка прибора к использованию 5

3. Эксплуатация прибора 5

   1. Основные схемы включения прибора 5

   2. Работа с программным обеспечением 6

   3. Основные режимы работы потенциостата 9

   4. Сохранение и перенос данных в MS Excel 15

4. Работа 1. Диффузионное перенапряжение 16

5. Работа 2. Перенапряжение при выделении водорода 21

6. Работа 3. Определение коэффициентов диффузии ионов и нейтральных молекул с помощью вращающегося дискового электрода 32

7. Работа 4. Исследование нестационарной диффузии хронопотенциометрическим методом 37

1. Описание и работа прибора

1.1. Назначение прибора

Потенциостат «P-30» (далее прибор) предназначен для проведения широкого спектра научных исследований в различных областях химии и физики; в частности, тестирования батарей топливных элементов и отдельных их компонентов, испытания литиевых аккумуляторов, кроме того, он может быть использован для изучения проводящих систем, коррозионных исследований материалов, а также контроля качества электрорадиоэлементов.

Основные функции прибора:

• измерение вольтамперных характеристик;

• электрохимические измерения (полярография, кулонометрия);

• рН-метр, иономер;

• прецизионный управляемый источник стабилизированного тока или напряжения;

• прецизионный источник тока или напряжения, изменяющегося по заданному программой закону;

• высокоомный вольтметр;

• диагностика источников питания;

• управление технологическими процессами.

Кроме того, возможны и другие научно-технические приложения.

Основные режимы работы:

• регистрация напряжения (потенциала);

• гальваностатический (стабилизация тока) стационарный режим;

• потенциостатический (стабилизация напряжения / потенциала) стационарный режим;

• потенциостатический режим с разверткой напряжения (потенциала);

• последовательное выполнение любых из указанных режимов в различной последовательности и комбинациях (необходимо дополнительное программное обеспечение).

Прибор позволяет работать по двух-, трех- и четырехэлектродным схемам подключения (более детальное описание представлено в п. 3.1.).

1.2. Устройство и принцип работы

Прибор (рис. 1) представляет собой сложное электронное устройство, содержащее процессор обработки сигнала, два канала АЦП, аналоговый генератор развертки пилообразного напряжения, ЦАП задатчика постоянного напряжения (тока), электрометрический усилитель потенциала (напряжения), преобразователь ток-напряжение, селектор “типа работы” (обратной связи, режим стабилизации тока или напряжения), усилитель мощности выходного напряжения и преобразователь RS-232 интерфейса.

На передней панели прибора находятся разъемы для подключения образца и заземления, индикатор включения питания “Power”; на задней панели – кнопка и кабель включения в сеть 220 В, вентиляторы охлаждения, сетевой предохранитель и разъем RS-232. Подключение прибора к ПК осуществляется через последовательный COM-порт персонального компьютера.

Рис. 1. Потенциостат «P-30»: (а) – внешний вид прибора, (б) – передняя панель, (в) – задняя панель. Обозначения: 1 – индикатор питания, 2 – разъем заземления и экранирования, 3 – разъемы подключения электродов, 4 – вентиляторы охлаждения, 5 – гнездо предохранителя, 6 – кнопка включения питания, 7 – COM-порт, 8 – разъем питания (220 В).