О подготовке стеклоуглеродных электродов к определению органических соединений

Иванов Ю.И.

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Кемерово-60, Бульвар Строителей, 47. Тел/факс (384-2)74-10-55. E-mail: gc-sensoryandex.ru.

В вольтамперометрии получили распространение электроды с подложкой из стеклоуглерода. Как правило, после изготовления электрода его поверхность шлифуют и полируют. Непосредственно перед измерениями электрод «тренируют» в фоновом электролите при циклической развертке потенциала с целью уменьшить остаточный ток. Однако, через какое-то время электроды теряют чувствительность и их вновь нужно подвергнуть механическим шлифованию и полированию.

Последнее время начинают применять электрохимическую обработку (ЭХО) электродов в специальных электролитах. ЭХО имеет ряд преимуществ перед механической, поскольку позволяет с высоким качеством полировать электродную подложку любой геометрии и размеров без применения специальных материалов и оборудования.

Продуктами анодного растворения стеклоуглерода в щелочном растворе с органическими добавками являются оксиды графита. На сухой поверхности стеклоуглеродного электрода, прошедшего ЭХО в щелочном растворе с добавкой этилового спирта, можно видеть яркую синюю пленку. А после ЭХО в растворе с добавкой ацетона или метилэтилкетона на его поверхности наблюдается сине-оранжевая пленка. Эти пленки образуются оксидами графита, которые могут иметь атомный состав от С₆(ОН)₃ до С₈О₂(ОН)₂ Оксиды графита являются сильными деполяризаторами и наличие их на электроде оказывает негативное влияние на отношение полезный сигнал/остаточный ток.

В качестве органической компоненты кроме диметилкетона (ацетона) в электролите можно использовать этиловый спирт, или метилэтилкетон. Возможно использование смеси спирта с указанными кетонами в любом соотношении. Если ЭХО оценивать по блеску поверхности, то худшие результаты получают при использовании в качестве компоненты - этилового спирта, а лучшие – кетонов. Однако для практики главными критериями являются минимальное значение остаточного тока, чувствительность к определяемым веществам, воспроизводимость и время восстановления работоспособности индикаторного электрода

Штырьковые стеклоуглеродные электроды при небольших размерах имеют большую рабочую поверхность и увеличенную емкость двойного электрического слоя. При высокой чувствительности прибора в процессе дифференцирования вольтамперной кривой и достижении определенного значения потенциала происходит «срыв» и далее пишется прямая, аналогичная прямой при отсутствии контакта в цепи. Потенциал «срыва» зависит от качества поверхности электрода и природы фонового электролита, которые определяют величину емкости двойного электрического слоя. Вероятно, сложение емкости дифференцирующей RС-цепи электронной схемы прибора с емкостью двойного электрического слоя при определенном значении потенциала развертки приводит к отказу электронной схемы в анализаторе ТА-2, отвечающей за дифференцирование вольтамперной кривой, что и показывает прямая линия на вольтамперограмме. Повторение процесса измерений приводит к некоторому сдвигу потенциала «срыва» в положительную область. Этот эффект можно использовать для оценки работоспособности электродов, прошедших ЭХО в электролитах с разным органическими добавками и последующим определением, например, ультрамалых концентраций (<5·10^-9моль/л) фенола или анилина в воде.

В таблице приведены рабочие диапазоны трех стеклоуглеродных электродов (СЭ) с рабочей поверхностью по 40 мм² и составы электролитов для ЭХО. Рабочий диапазон, % определялся как отношение области потенциалов, в которой работает СЭ (до потенциала «срыва» через 13-15 циклов измерений), к области развертки потенциала 0,2В ч0,8В, в которой регистрируют пик фенола, умноженное на 100%. Незначительное преимущество по сравнению с другими добавками наблюдается от добавки в электролит этанола

*МЭК – метилэтилкетон.

Схожие результаты были получены при определении анилина в воде.

• [26-09-2022] Лабораторный марафон вебинаров
• [02-09-2022] Профессор Лидия Галль получила золотую медаль Томсона
• [09-06-2022] «ВЗОР» запустил в серийное производство первый российский анализатор кремния МАРК-1202
• [02-06-2022] Глава Минобрнауки РФ обсудил с ректорами систему образования
• [01-06-2022] Новинка рынка РФ: ИСП-МС NCS Plasma 3000
• [25-04-2022] В Российской Федерации объявлено десятилетие науки и технологий
• [15-04-2022] Международная премия ЮНЕСКО-России имени Д.И. Менделеева
• [02-11-2020] Победители чемпионата WorldSkills «Навыки мудрых» в компетенции «Лабораторный химический анализ»
• [01-11-2019] Набор на программу профессиональной переподготовки «Менеджмент качества и технической компетентности организации (предприятия) в национальной системе аккредитации» ГОСТ 17025-2019