Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Подловченко Б.И. и др. Практикум по электрохимии

Подождите немного. Документ загружается.

ным из скорости вращения диска и при цилиндрических муфтах

(рис. 1.11, а). Очень важно, чтобы совпадали оси вращения и оси

электрода, а плоскость диска должна быть строго перпендикулярна

оси вращения. При несоблюдении этих условий возникает турбулент-

ность. Нарушение гидродинамического потока может вызвать также

кончик капилляра Луггина.

Ячейка и порядок работы с вращающимся дисковым электродом

описаны на с. 249—251.

Еще более сложно изготовить вращающийся дисковый электрод с

кольцом, так как при этом требуется на рабочий дисковый электрод

напрессовать тонкую изолирующую оболочку, затем кольцевой элек-

трод, соединенный с токоотводом и, наконец, верхнюю изолирующую

муфту. При этом диск и кольцо должны остаться строго изолирован-

ными в электрическом отношении, лежать в одной плоскости, а систе-

ма для вращения должна иметь соответствующую ось с двумя токо-

съемниками. Ячейка при проведении измерений методом вращающе-

гося дискового Электрода с кольцом должна содержать еще один вспо-

могательный электрод для поляризации кольца. Серийно выпускается

установка для вращающегося дискового электрода с кольцом СВА-1.

Вспомогательные электроды, электроды сравнения и электроды для

предэлектролиза. В качестве вспомогательных электродов могут быть

использованы различные материалы, но чаще всего применяют пла-

тину ввиду ее устойчивости в различных средах. При измерениях на

капельном "ртутном электроде вспомогательным электродом служит

донная ртуть. Проблема вспомогательного электрода не является

принципиальной в тех случаях, когда пространство вспомогатель-

ного электрода отделено от рабочего краном.

Наиболее часто при электрохимических измерениях в водных раст-

ворах применяют водородный, каломельные, галогенсеребряные и

оксидно-ртутный электроды сравнения. Потенциалы электродов срав-

нения по отношению к нормальному водородному электроду представ-

лены в табл. 1.2. В некоторых случаях создают специальные элект-

роды сравнения, обратимые по отношению к аниону или к катиону.

Таблица 1.2, Потенциалы электродов сравнения по отношению

к стандартному водородному электроду при 25 °С

Электрод сравнения

Потенциал* В

Насыщенный каломельный (Нд

НдгСЬ, нас. КС1)

Нормальный каломельный (Н& | Н^СЬ, 1М КС1)

Децинормальный каломельный (Н& | НдгСЬ, 0,1М

КС1)

Хлорсеребряный Ае | АкС1, 1М НС!

Оксидно-ртутный Яд | Н&0, 1М КОН

0,244

0,283

0,336

Насыщенный каломельный (Нд

НдгСЬ, нас. КС1)

Нормальный каломельный (Н& | Н^СЬ, 1М КС1)

Децинормальный каломельный (Н& | НдгСЬ, 0,1М

КС1)

Хлорсеребряный Ае | АкС1, 1М НС!

Оксидно-ртутный Яд | Н&0, 1М КОН

0,222 '

0,098

Водородный электрод (рис. 1.12) представляет собой кусочек плати-

новой фольги или сетки, покрытый слоем электролитической платины и

122$

погруженный частично в раствор, через который проходит водород.

При работе с водородным электродом следует помнить, что восстанов-

ление органических веществ или других деполяризаторов (например,

кислорода) может в принципе изменять его потенциал, причем отдель-

ные примеси, адсорбируясь, могут настолько уменьшить ток обмена

водородного электрода, что вызовут отклонение его потенциала от рав-

новесного значения. Поэтому водородный электрод периодически очи-

щают, подвергая в отдельном сосуде анодной, а затем катодной поляри-

зации.

Рис. 1.12. Водородный элект-

род:

1 — пластинка из платинированной

платины; 2

—

раствор кислоты

Рис. 1.13. Каломельный элект-

род:

—-

металлический контакт; 2 —

ртуть; 3 г- слой Н#

С1

; 4 — раст-

вор КС1, насыщенный каломелью

Платинирование проводят следующим образом. Вначале фольгу или

сетку слегка протравливают в кипящей царской водке, затем электрод

промывают бидистиллятом, анодно поляризуют в 0,1 М НС1 (10—

20 мА/см

), снова промывают бидистиллятом, катодно поляризуют в

0,05 М И

(10—20 мА/см

) и после промывки.погружают в 1-2%-

ный раствор Н

Р1С1е. Осаждение платиновой черни проводят током

2—6 мА/см

в течение 2—0,5 ч так, чтобы осадить 3—5 мг Р1 на 1 см

По окончание платинирования электрод промывают бидистиллятом и

катодно поляризуют в 0,05 М Н

. Электрод следует хранить в би-

дистилляте.

В водных растворах водородный электрод успешно используется в

широком диапазоне рН. Однако в нейтральных растворах водородный

электрод может нормально функционировать, если растворы обла-

дают достаточно хорошими буферными свойствами, поскольку уста-

новление равновесного водородного потенциала на платинированном

* Иногда в раствор для платинирования добавляют ацетат свинца. Опыт

показывает» что устойчиво и длительно работающие платинированные плати-

новые электроды можно приготовить и без такой добавки.

платиновом электроде, а также пропускание через него даже неболь-

шого тока сопровождается появлением или исчезновением некоторого

количества ионов водорода и, следовательно, изменением рН, особен-

но заметным в нейтральных средах.

Водородный электрод применяют в широком йнтервале температур.

При этом необходимо учитывать, что при повышении температуры

парциальное давление водорода падает вследствие роста давления па-

роб раствора. При повышенных температурах на платиновом водород-

ном электроде возможно протекание некоторых каталитических про-

цессов, например восстановление сер-

ной кислоты из концентрированных

растворов.

В большинстве конструкций во-

дородного электрода водород пропус-

кается через раствор в виде пузырь-

ков из распылителя, расположенного

под слоем раствора. Следовательно,

. эффективное давление водорода будет

возрастать по мере роста глубины по-

гружения распылителя водорода, что

следует учитывать при особенно тща-

тельных исследованиях.

Возможность использования водо-

родного электрода в органических

средах требует специальной провер-

ки, так как платина может катализи-

ровать различные процессы с учас-

тием органических соединений.

Каломельные электроды (рис.

1Г13) приготавливают, используя

ртуть и растворы каломели в хлориде калия. В зависимости от кон-

центрации хлорида калия различают насыщенный, нормальный и

децинормальный каломельные электроды. Для изготовления воспроиз-

водимого каломельного электрода сначала смешивают мелкораздроб-

ленную каломель с ртутью и полученную каломельно-ртутную пасту

наносят в малых количествах на поверхность ртути в сосуде каломель-

ного электрода (см. рис. 1.13), пока вся поверхность ртути не покроется

перламутровой каломельной оболочкой. Затем заливают раствор хло-

рида калия, который был предварительно выдержан в контакте с кало-

мелью. Контакт ртути с внешней цепью осуществляют с помощью

впаянной в стекло платиновой проволочки. Каломельные электроды хо-

рошо воспроизводимы, устойчивы и пригодны для работы при темпе-

ратурах до 80 °С. При более высоких температурах начинается разло-

жение хлорида ртути. Обычно каломельный электрод подсоединяют

через солевой мостик, состоящий из концентрированного раствора хло-

рида калия, причем границу растворов удобно создавать по крану

(рис. 1.14).

Рис. 1.14. Конструкция солевого

мостика для подсоединения к

электрохимической ячейке кало-

мельного электрода сравнения:

/ __ краны, 2 — насыщенный раствор

КС1; 3 — шлиф, ведущий к каломель-

ному электроду; 4 — сосуд с насыщен-

ным раствором КС1; 5 —рабочий ра-

створ

12$

Галогенсеребряные электроды сравнения очень удобны при работе в

ячейках без жидкостного соединения; они применимы как в водных, так

и во многих неводных средах. Они представляют собой серебряную

проволоку, покрытую галогенидом серебра, который может быть нане-

сен как путем термического осаждения, так и электрохимически. Пре-

имущество хлорсеребряного электрода по сравнению с каломельным

состоит в том, что он устойчив при повышенных температурах. Хлорид

серебра растворяется в концентрированных растворах хлорида ка-

лия, поэтому при приготовлении хлорсеребряного электрода необ-

ходимо насыщать раствор хлорида калия хлоридом серебра.

Оксидно-ртутные электроды удобны при работе в щелочных раст-

ворах, так как при этом легко реализовать цепи без специального жид-

костного соединения.

Довольно сложной задачей является выбор электродов для пред-

электролиза. При использовании платины или платинированной плати-

ны возможен переход платины в раствор, примем такой-переход проис-

ходит как в щелочном, так и в кислом растворах даже при относитель-

но низких анодных потенциалах. Последующее осаждение платины на

исследуемых неплатиновых электродах вызывает искажение результа-

тов измерения, даже если платина присутствует в весьма малых коли-

чествах. Лучше всего предэлектролиз проводить на электродах из то-

го же материала, что и исследуемый электрод. Во всяком случае при

использовании двух или более электродов для предэлектролиза следует

удостовериться в том, что предэлектролиз не вносит дополнительных

осложнений.

§ 1.2. ОЧИСТКА ВОДЫ, РЕАКТИВОВ, ГАЗОВ,

МЕТАЛЛОВ И НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Важной особенностью электрохимического эксперимента является

зависимость получаемых результатов от наличия небольших примесей

в растворах электролита и в материале электрода. Это предъявляет

серьезные требования к очистке воДы и других используемых раствори-

телей; неорганических и органических реактивов, входящих в состав

растворов; газов, которыми насыщают исследуемые растворы, а также

металлов, применяемых для изготовления электродов. Действительно,

монослой ^вещества на* поверхности электрода содержит ~10

моле-

кул - см

, или ~ 10"

моль • см-

и может образоваться, даже если

концентрация примеси в растворе составляет ~10-

моль • см~

. Зна-

ние основных методов очистки, контроля достигнутой чистоты и спе-

циальных приемов для ее поддержания в ходе электрохимического экс-

перимента является необходимым условием успешного проведения ра-

бот в практикуме, а затем и научных исследований в области электро-

химии.

Наиболее широко используемым растворителем является вода.

Обычная водопроводная вода, несмотря на довольно сложную систему

ее предварительной очистки, для непосредственного использования в

электрохимическом эксперименте не годится. Во-первых, в водопро-

водной воде растворено значительное количество солей и кислот, ко-

торые увеличивают ее электропроводность,

а кроме того, могут участвовать в элект-

рохимических процессах на электродах.

Во-вторых, в этой воде содержатся по-

верхностно-активные вещества, адсорбция

которых на электроде искажает данные по

строению границы электрод/раствор и ока-

зывает влияние на скорость электрохи-

мических реакций. Таким образом, для

проведения электрохимического экспери-

мента водопроводную воду подвергают

специальной очистее.

Получение чистой^ воды. Методы получе-

ния чистой воды с низкимй значениями

электропроводности можно в основном

разделить на две группы: 1) дистилляци-

онные; 2) основанные на применении

ионообменных смол.

Теоретически дистилляционный метод

очистки воды может привести к полному

отделению летучих веществ от нелетучих.

Летучие вещества в основном удаляются с

первыми порциями дистиллята, нелетучие

накапливаются в дистилляционном остат-

ке, который удаляют через специальное

устройство. Однако на практике сущест-

вуют две причины, которые вызывают за-

грязнения дистиллята: 1) диффузия водя-

ной пленки, которая смачивает все внут-

ренние поверхности установки и попадает

в дистиллят; 2) унос водяным паром капе-'

лек воды. Диффузию водяной пленки!

можно предотвратить нагреванием до

120—150 °С части установки между исходной колбой и холодильником'

(рис. 1.15). Так как значительно больше дистиллят загрязняется за

счет второй причины, то при конструировании аппаратов для дистилля-

ции воды используют различные способы для ее устранения. Умень-

шить унос капель паром можно следующими способами; 1) равномер-

ным кипением воды, что достигается погружением в воду тонких стек-

лянных капилляров или продуванием очищенного газа; 2) изменением

направлений движения водяного пара, что достигается установкой раз-

личного типа каплеуловителей или специальных дистилляциошых

Рис. 1.15. Установка для пе-

регонки воды:

/ — колба, в которую залива-

ют воду для перегонки; 2 —

дефлегматор; 3 — Холодильник,;

—

колба—приемник для вто-

рой фракции воры; 5

—

края

для сливания остатка воды

колонок; 3) уменьшением скорости дистилляции, в результате чего

капли воды стекают в исходную колбу; 4) применением электроста-

тического поля, под действием которого капли воды осаждаются.

Известно несколько конструкций дистилляционных аппаратов.

Первую и вторую перегонку воды обычно производят в дистилляци-

онных установках заводского изготовления (например, дистиллятор

Д-1 (СССР), редистиллятор Ке-5 (ПНР). В электрохимических лабо-

раториях последнюю (вторую или третью) перегонку воды обычно про-

водят в установке из химически стойкого стекла, собранной на стек-

лянных шлифах без резиновых и металлических соединений. В лабо-

раториях используют различные типы таких установок. ^Воду с по-

стоянным и наименьшим значением электропроводности получают на

установке, принципиальная схема которой приведена на рис. 1.15.

Исходную воду из дистиллятора или редистиллятора заливают в пе-

регонную колбу (/) вместимостью 5 л, которая изготовлена из стекла

«пирекс». Все остальные части дистилляционной установки изготовле-

ны из иенского стекла и соединены между собой шлифами. Установка

имеет высокий дефлегматор, а нагревают колбу с помощью металли-

ческой проволоки, намотанной на ее поверхность.

На 1 л воды добавляют 1 мл концентрированной Н

марки

«хч» и 3 мл 3%-ного раствора КМп0

с целью окисления высокомоле-

кулярных природных соединений (гуминовые кислоты). Низкомоле-

кулярные окисленные остатки этих веществ удаляются с первой фрак-

цией воды. Объем раствора КМп0

может меняться в зависимости от

концентрации органических примесей в исходной водопроводной во-

де, которая, в свою очередь, зависит от загрязненности природной во-

ды. Следует отметить, что содержание органических примесей в при-

родной воде колеблется, что связано с составом почвы, уровнем залега-

ния водоносного слоя и временем года, причем наибольшее загрязне-

ние воды органическими примесями наблюдается во время осенних и

весенних паводков. Первую порцию собранной воды (~1 л) выбрасы-

вают и берут среднюю фракцию. Кубовый остаток ежедневно сливают

через нижний кран 5 перегонной колбы. В качестве смазки для крана

используют тонкий порошок спектрально чистого графита.

Еженедельно необходимо промывать колбу, из котфой перегоня-

ется вода, раствором щавелевой кислоты. Эта кислота растворяет осаж-

дающиеся на поверхности стекла оксиды марганца, но требует после-

дующей тщательной отмывки колбы дистиллятом.

Вода, полученная в такой установке и находящаяся в равновесии

с воздухом*, имеет удельную электропроводность при 25 °С х =

— (1,0—1,05) 10~

Ом*"

• см""

. Следует отметить, что в бидистилляте

или традистйлляте содержится некоторое количество органических

примесей, которые можно зафиксировать по подавлению полярографи-

* Теоретическое значение удельной электропроводности воды, обусловлен-

ное ее диссоциацией на ионы Н

0+ и ОН~ при рН 7 й 18 °С, составляет к *

= 3,8

•

К)"* Ом-

• саг

324 12$

I, мкА

9,0

8,0

го

6,0

ческих максимумов 2-го рода (рис. 1.16). Вода с указанными выше ха-

рактеристиками может быть использована для работ на капельных

электродах и на стационарных электродах с большой поверхностью,

для коррозионных исследований и других работ. Однако для исследо-

вания кинетики электродных процессов и структуры межфазной гра-

ницы на твердых электродах необходима вода с меньшим содержанием

органических примесей.

Для этого в воду вводят

активированный уголь из

расчета 2 — 10 г/л и вода

находится в контакте с

углем 12—34ч.

Активированный уголь,

не увеличивающий элект-

ропроводность воды, для

ее очистки от органичес-

ких примесей получают из

технического угля марок

АГ-3 и АР-5. С этой целью

технический уголь просеи-

вают, а затем кипятят по-

следовательно в концен-

трированной плавиковой и

соляной кислотах до их

полного удаления. Затем

•2%

уголь кипятят в сменяе-

' мых порциях дистилли-

рованной воды до отсут-

ствия в промывных водах

ионов хлора. После этого

уголь кипятят несколько

раз в бидистилляте. Затем

высушивают при 120 —

150 °С и прокаливают в

токе водорода в кварцевой

трубке при 800 — 900 °С в

течение 24 ч. Полученный уголь повторно кипятят в бидистилляте,

к которому добавляют 2 — 3 капли концентрированного раствора

КОН. Наконец, после промывки чистым бидистиллятом уголь высу-

шивают и повторно прокаливают в т^ке водорода при 800—900 °С в

течение 24 ч. Полученный таким образом уголь не изменяет удель-

ной электропроводности бидистиллята и удаляет из воды следы по-

верхностно-активных органических веществ, как это видно из данных

адсорбционного полярографического анализа (рис. 1.16).

Хранить воду следует в колбах из химически стойкого стекла с

хорошо притертыми пробками; в таких условиях вода не изменяет сво-

их свойств в течение нескольких суток.

-й2

-0,6

НО

Л-

Рис. 1.16. Поляризационные кривые на

ртутном капельном электроде (т=1,5 с)

в растворах 2,5-10~

М Н^СЬ-И М КС1,

приготовленных на воде разной степени

очистки:

1 «— вода, очищенная на ионообменных смолах;

'2—вода, полученная на дистилляторе Д-1; 3

—

вода, перегнанная на редистилляторе Не-5; 4 —

вода, перегнанная последовательно на Ее-5 и

на установке рис. 1.16; 5

—

та же вода, дополни-

тельно очищенная активированным углем

14$

МетодйГ очистки воды с помощью ионообменных смол в настоящее

время широко применяют как в лабораторных условиях, так и в про-

мышленности. Ионообменные смолы — это нерастворимые высокомо-

лекулярные вещества, которые имеют ионогенные группы гидроксила и

гидроксония, способные к реакциям обмена с ионами, содержащими-

ся в воде. Удалить диссоциированные в воде соединения можно фильт-

рованием воды либо последовательно через колонки с анионитом и ка-

теонитом, либо через смесь катионита и анионита (фильтр смешанного

действия). Этим методом можно получить воду с очень низким зна-

чением удельной электропроводности. Обычно в деионизованной воде

из неорганических примесей присутствуют только соли кремниевой

кислоты или соединения железа в коллоидном состоянии. Однако в

воде, очищенной на ионообменных смолах, содержатся примеси орга-

нических веществ, которые вымываются из ионитов (незаполимеризо-

ванные мономеры, катализаторы синтеза и стабилизаторы высокомо-

лекулярных соединений). В связи с этим деионизоранная вода обычно

не применяется при исследованиях строения границы между электро-

дом и раствором, а также электрохимической кинетики.

Разработаны так называемые пиродистилляционные (или пиро-

каталитические) методы очистки воды, при которых ее пары пропуска-

ют через колонку из кварца с нагретым платиновым катализатором;.

Иногда на воду действуют ультрафиолетовым светом, что приводит к

более полному удалению следов органических загрязнений.

При особенно тщательных исследованиях приемником воды служит

часть электрохимической ячейки, с тем чтобы исключить контакт с

лабораторной атмосферой, которая служит источником загрязнений

при приготовлении растворов. Во всех случаях проверяют получаемую

воду на содержание неорганических и органических примесей (по

данным электропроводности и адсорбционного полярографического

анализа). Метод адсорбционного полярографического анализа позво-

ляет установить загрязнение воды при контакте с полимерными мате-

риалами и отбирать наиболее устойчивые из них для изготовления

электрохимических ячеек или их деталей.

Кроме воды, при проведении электрохимического эксперимента в

качестве растворителей применяют различные органические диполяр-

ные жидкости, например спирты, амиды, нитрилы и др. Методы очист-

ки органических растворителей зависят от их химической природы и

дальнейшего применения. Самая элементарная операция Ъчистки

растворителя — простая или фракционная перегонка. Однако пере-

гонкой часто не удается освободиться от ряда примесей, в том числе и

от малых количеств воды. В связи с этим для очистки каждого конк-

ретного органического растворителя разрабатываются специальные,

иногда очень сложные методы.

Мытье ячеек и лабораторной посуды. Все работы по электрохими-

ческой кинетике проводят в условиях высокой степени чистоты и по-

этому вся посуда и ячейки должны быть тщательно вымыты. Для вы-

бора способа мытья в каждом отдельном случае необходимо знать свой-

123

ства загрязняющих посуду веществ, их растворимость в холодной и

горячей воде, в растворах щелочей и кислот, способность окисляться

с образованием водорастворимых соединений.

Обычно загрязненную посуду промывают содовым раствором,

очищают поверхность ершом. Тонкие трубки и все труднодоступные

части протирают жгутом из фильтровальной бумаги и многократно

промывают водопроводной водой. Затем посуду моют теплой хромо-

вой смесью* или теплой серной кислотой, причем необходимо, чтобы

были промыты все поверхности, включая шлифы и краны.

Серную кислоту тщательно отмывают водопроводной водой, не-

сколько раз бидистиллятом или тридистиллятом. Посуда, которая об-

рабатывалась хромовой смесью, заполняется (после отмывки водопро-

водной водой) дистиллированной водой на 12—18 ч, поскольку десор-

бция прочно адсорбирующихся на стекле ионов Сг

0.7~ происходит во

времени. При исследовании процессов, особенно чувствительных к

следам органических примесей, водопроводную воду не применяют

для мытья посуды и ячеек, а после их обработки теплой серной кисло-

той их промывают бидистиллятом. Поскольку серная кислота хоро-

шо смачивает стекло, ячейку и посуду необходимо многократно промы-

вать водой, иначе результаты эксперимента могут быть искажены ре-

акцией электровосстановления ионов гидроксония. Если работают с

неводными растворами, то посуду и ячейки сушат в сушильном шкафу

(внимание: нельзя сушить ячейки в собранном виде и с ртутными кон-

тактами!).

Стеклянные пипетки и стеклянные шпатели моют и сушат вместе с

пробиркой, в которую они помещены. Если необходимо вымыть много

мелкой посуды (бюксы, воронки

т. д.), то их помещают в чашку Пет-

ри, в которой последовательно обрабатывают серной кислотой и водой.

При мытье ячеек необходимо обращать внимание на тщательную про-

мывку кранов, шлифов и узких соединений. Следует отметить, что

во избежание внесения органических загрязнений не следует касать-

ся руками тех поверхностей посуды и ячеек, которые контактируют с

раствором. По этой же причине пробки, шлифы, краны нельзя класть

на стол или на фильтровальную бумагу, а только в чашку Петри или в

любой стеклянный сосуд, которые при этом вымыты так же, как ячей-

ка. Если посуда и ячейка вымыты тщательно, то водяная пленка рав-

номерно покрывает стекло, в противном случае она собирается в кап-

ли.

Приготовление растворов. Заполнение ячеек. При проведении

электрохимических работ обычно требуются растворы точно извест-

* Существует несколько рецептов приготовления хромовой смеси. Один

из них: 15 г тонкоизмельченного К2СГ2О7 растворяют в 100мл горячей воды.

Раствор охлаждают и при непрерывном перемешивании по каплям прибавляют

к 100 мл концентрированной Н

. Получаемую красно-коричневую жидкость

можно использовать многократно, до перехода окраски в зеленый цвет (ок-

раска ионов трехвалентного хрома).

122

ной концентрации. Для приготовления таких растворов рассчитанную

навеску вещества взвешивают на аналитических или полумикровесах

в стеклянном бюксе. Затем навеску осторожно переводят в мерную

колбу при помощи чистой и сухой воронки. Водой той степени очист-

ки, какая требуется для выполнения данной работы, смывают в воронку

крупинки вещества, приставшие к стенкам бюкса, и несколько раз

ополаскивают воронку. Эти операции необходимо выполнять очень

тщательно, чтобы навеска целиком была переведена в мерную колбу.

После этого колбу заполняют водой примерно до половины объема и,

закрыв ее стеклянной пробкой, осторожно встряхивают до полного

растворения навески. Когда навеска растворится полностью, доли-

вают воду, чтобы уровень ее был примерно на 0,5—1 см ниже метки,

и снова тщательно перемешивают, после чего осторожно доливают до

метки и снова перемешивают.

Заполнение ячейки исследуемым раствором производят следующим

образом. Если по условиям эксперимента ячейка должна быть высуше-

на, как, например, при работе с неводными растворителями, то в нее

прямо заливают раствор из колбы. Если же ячейку нет необходимости

сушить, то ее 2—3 раза промывают раствором, а затем уже заливают

раствор до нужного уровня. При проведении особенно тщательных из-

мерений растворы готовят прямо в измерительной системе для исклю-

чения контакта с атмосферой лаборатории.

Перекристаллизация солей, очистка кислот. Для большинства

электрохимических исследований выпускаемые промышленостью ре-

активы являются недостаточно чистыми, в том числе и марки «осч»,

в которых содержатся примеси органических веществ. В связи с этим

практически все соли перекристаллйзовывают из бидистиллята и в

зависимости от требуемой чистоты перекристаллизация проводится

два, три и даже четыре раза. Перекристаллизацию проводят обычно

принятыми в химии методами, только посуду, применяемую

при*

пере-

кристаллизации, мдют так, как это былб изложено выше.

При работе с солями используют стеклянные шпатели, стаканы с

растворами накрывают чашками Петри или стеклянными пластинами,

а растворы фильтруют только через стеклянные фильтры. Затем соли

высушивают и, если это возможно, прокаливают. Уменьшение степени

загрязненности хлорида калия примесями органических веществ при

различной степени очистки иллюстрируется рис. 1.17. Как видно из

рисунка, в исходной соли КС1 как марки «хч», так и «осч» содержатся

органические примеси, количество которых уменьшается с увеличе-

нием числа перекристаллизаций. Однако полностью очистить соль от

следов органических веществ только увеличением числа перекристал-

лизаций не удается. Практически полное удаление примесей поверх-

ностно-активных органических веществ в пределах чувствительности

адсорбционного полярографического метода происходит лишь при

прокаливании четыре раза перекристаллизованной соли при 550 °С

(рис. 1.17). Следует отметить, что такой степени чистоты удается до-

стигнуть, только если толщина слоя соли в тигле не превышает 1—2 см

15$

и прокаливание ведется в течение 24 ч. В том

больше, полного выгорания органических веществ не происходи^

Если соль при перекристаллизации из воды образует кристалле-

гидраты, например На

-ЮН

0, то перед прокаливанием ее не-

обходимо высушить. Поскольку при нагревании кристаллогидрат час-

то расплавляется, высушивание следует производить при помешива-

™иГво избежание попадания механических загрязнении в фарфоро-

вую чашку ее необходимо при этом прикрывать укрепленной сверху

на штативе воронкой.

Рис. 1.17. Поляризационные кривые на Р

У™™

дельном электроде (т-1,5 с) в растворах 2 5-10 ^

НдСЬ+1 М КС1, приготовленных на чистой воде, КЫ

разной степени очистки:

/ КГ\ мяпки «хч» •

2 — КС1

марки «осч*; 3,

4• — КС1

соответ-

' ный при 550 °С • , ,

Химически нестойкие соли, например К

,КН0з и др., много^

«пятно кпигталлизуют из воды, нагретой до 60 С, а затем сушат на

воздухе пр и комнатсюй температуре' Н-^пеЗооГ^Гарие-

пилы калия или натрия, прокаливают в атмосфере водорода в кварце

воГтрубке при 150-180 °С для удаления следов молекулярного иода,

кптппый образуется при контакте этих солеи с воздухом. _

Шибад^ часто в электрохимических измерениях используют раст-

воры сер^оГихоляной кислот. Чистую соляную кислоту получают

Гв

мяс

пГобами° Первый способ - ^^«^Тпый 'растГр

кислоты марки «хч», которая представляет собой 37Устный^ раствор

НГ1 в воде Перегонка производится два раза при атмосферном давле

ни„ в егеклянной установке, собранной на олифах. Исходную кислоту

122

перед перегонкой разбавляют водой в соотношении 2:1, причем при

первой перегонке — дистиллированной водой, при второй перегонке

— бидистиллятом. При каждой перегонке отбирается'средняя фрак-

ция. Очищенная таким способом соляная кислота имеет состав

НС1-3,5 Н

0. Хранится перегнанная соляная кислота в запаянных

ампулах. Второй способ получения чистой НС1 — растворение газо-

образного хлороводорода в чистой воде до необходимой концентрации.

Хлороводород получают действием дважды перегнанной серной кисло-

ты на перекристаллизованный и прокаленный хлорид калия.

Серная кислота также очищается двойной перегонкой при давле-

нии 5—10 мм рт. ст. Вторая фракция второй перегонки представляет со-

бой 96 %-ный раствор, который хранят в запаянных ампулах.

Следует отметить, что очищенная таким образом серная кислота со-

держит органические примеси, которые могут оказывать существенное

влияние на кинетические и адсорбционные измерещш. Поэтому раст-

воры серной кислоты перед измерениями нужно дополнительно очи-

щать,

например, предэлектролизом в ячейке, изображенной на

рис.1.3. Чистить серную кислоту активированным углем нельзя вслед-

ствие их химического взаимодействия. \

Получение и очистка газов. Большинство измерений в Электрохи-

мии проводят в отсутствие кислорода воздуха, который является элект-

рохимически активным. В связи с этим исследования выполняют в ат-

мосфере инертных газов: азота, аргона, гелия. В ряде систем возможно

использование водорода, который, однако, может проявлять электро-

химическую активность на некоторых электродах при анодных потен-

циалах. Эти газы выпускаются промышленностью разной степени

очистки. Если содержание кислорода в газах не превышает 0,005

то для большинства исследований нет необходимости в дополнитель-

ной очистке газов от следов кислорода и их очищают лишь от органи-

ческих примесей пропусканием через трубки, заполненные активиро-

ванным углем. При большом содержании кислорода в газах возника-

ет необходимость его удаления.

Кислород из азота, аргона и гелия удаляют при пропускании этих

газов через нагретую трубку длиной 80—100 см с катализатором. В ка-

честве катализатора используют или медные стружки (450—500 °С),

или мелкодисперсную медь, осажденную на силикагеле или инфузор-

ной земле (200—220 °С). В настоящее время имеются катализаторы, ко-

торые работают при комнатной температуре, однако их регенерация

требует повышенных температур.

Водород в лабораторных условиях наиболее часто получают элект-

ролизом 25- или 20%-ного раствора КаОН или КОН соответственно.

Концентрация щелочи выбирается такой, чтобы обеспечить максималь-

ную электропроводность раствора. Предварительно растворы КОН и

ИаОН очищают от следов растворенных в них карбонатов добавлением

раствора Ва(ОН)

. Поскольку карбонат бария образуется в виде тон-

кой взвеси, то раствору дают отстояться в течение нескольких часов и

затем декантируют. Общая схема установки для получения водорода

16$

представлена на рис. 1.18. Электролизер представляет собой Б-об-

разную стеклянную трубку диаметром 40-50 мм; материалом элект-

родов служит никель в виде пластинки или проволоки. Площадь элект-

рода выбирается из расчета, чтобы необходимый для проведения работа

объем водорода мог быть получен при пропускании тока 1,5-2,5 А

причем плотность тока не должна превышать 20-30 мА/см

. Если элект-

роды изготовляются из проволоки, то для компактности никелевая

водорода:

; _ электролизер; 2 -стеклянный колпачок;

ги

ДР

ав

^ий зат^ор /- промывалка с раствором плюмбита натрия;

Г-оХсток; б-печка с катализатором; 7 ~ трубка с СаС1

для осушки водорода

проволока сворачивается в спираль. Электроды впаиваются в стеклян-

ные ^убки. Кислород, который получается на аноде, через гидравли-

ческий затвор выпускают на воздух.

Для уменьшения электрического сопротивления анодные в[ иаддг

ные пространства в электролизере не разделены диафрагмои, поэтому

в полу^емом на катоде водороде всегда имеется примес^

который диффундирует через раствор. Для удаления кислорода водо-

род пропускают через печку б с катализатором, нагретую до 350-

ЖГ&ите ьно водород осушаем, проходя через трубку7

с чистым прокаленным СаС1

. Хлорид кальция следует брать в виде

крупных кусков, чтобы осушка газа шла практически на всем протя-

жении трубки. При использовании мелкораздробленного хлорида каль-

ция поглощение влаги идет в начале трубки, что ведет к быстрому рас-

плыванию СаС1

в этом месте и забиванию трубки. Выпечке для очистки

водорода от следов кислорода в качестве катализатора используют пал-

ладированный асбест, смешанный с мелкими кусочками стекла для

уменьшения сопротивления току водорода. Весь объем трубки должен

быть полностью заполнен катализатором, который помещается между

двумя сужениями трубки с целью предотвращения высыпания ката-

лизатора за пределы нагретой части трубки.

Палладированный асбест готовят по следующей методике. К 20 ча-

стям насыщенного раствора Рс1С1

в воде добавляют 15 частей 30 %-

ного раствора формалина и этой смесью пропитывают чистый тонко-

волокнистый асбест *. Смоченный асбест охлаждают льдом и добавля-

ют по каплям концентрированный раствор МаОН до полного почерне-

ния асбеста, что связано с образованием на его поверхности оксидных

соединений палладия. Палладированный асбест тщательно промыва-

ют водой до полного исчезновения в промывных водах формалина и

ионов хлора. Затем палладированный асбест высушивают в сушиль-

ном шкафу при температуре не выше 150 °С и восстанавливают в печ-

ке в атмосфере водорода при 400—500° С в течение 4—5 ч; при этом

$|а поверхности катализатора образуется металлический палладий.

'V При прохождении водорода над палладиевым катализатором кис-

лород реагирует с водородом. Образовавшиеся пары воды при выхо-

из печки конденсируются на стенках стеклянной" трубки и поэто-

му* на этом участке стеклянная трубка должна иметь неболыцой уклон

щнз по ходу газа, чтобы сконденсировавшаяся вода не стекала в на-

шетую часть трубки. После этого водород поступает в промывалку 4

рис. 1.18), сделанную из многократно согнутой трубки диамет-

ром 15 мм. Впаянный в ее нижнюю часть капилляр имеет отверстие

Аоло 1 мм и водород превращается в мелкие пузырьки, которые це-

Й^чкой движутся в промывалке. Чтобы водород не собирался в боль-

шее пузырьки, отдельные колена промывалки' должны иметь одинако-

|рй)й наклон.

Промывал ку заполняют 20%-ным раствором плюмбита натрия,

рый освобождает водород от небольших количеств соединений

рода и серы,, образующихся в результате взаимодействия водорода

^ралладированным асбестом. Раствор плюмбита натрия готовит сле-

дующим образом. Небольшим избытком едкого натра осаждают оксид

ща из растворов солей свинца [например, РЬ (Ж)з)

или

СН

СОО)

! и тщательно промывают осадок на фильтре. Промытый

<*"'<<• При отсутствии асбеста такого качества может быть использован обыч-

. нЬ|Й #сбест, который с целью удаления примесей размельчают, обрабатывают

{Щелочью и затем промывают водой.

434

осадок растворяют в. 20%-ном растворе ЫаОН из расчета 8—10 % РЬО

в растворе. Полученный раствор плюмбита натрия заливают в промы-

вал ку через отросток 5, который затем запаивают (внимание: раствор

плюмбита заливают через воронку с оттянутым концом, чтобы место

спая оставалось сухим).

Шарообразные раздутия трубки перед промывал кой 4 препятст-

вуют перебрасыванию жидкости из промывалки в печь 6, После про-

мывалки ставят трубку со стеклянной ватой (на рис. 1.18 не показана),

чтобы удалить из газа капельки раствора, увлекаемые струей водоро-

да. В работе, требующей высокой степени чистоты, газ дополнитель-

но очищают вымораживанием жидким азотом. Система кончается кра-

ном и шлифом. Когда электролизер не работает, кран следует держать

закрытым, чтобы избежать диффузии воздуха в систему. Выходящий

водород часто преодолевает то или иное давление (например, гидро-

статическое давление раствора в ячейке), от чего уровни жидкости в

обеих частях электролизера смещаются относительно друг друга.

, Чтобы избежать этого, на выходе кислорода из анодной части электро-

лизера ставят гидравлический затвор, с помощью которого компенси-

руют давление, создающееся в катодной части, и поддерживают жид-

кость в обеих частях электролизера на одном уровне.

Для получения электролитического водорода могут быть исполь-

зованы также выпускаемые промышленностью «генераторы водорода

для хроматографии». Однако получаемый таким образом водород перед

пропусканием в электрохимическую ячейку должен проходить описан-

ную выше систему очистки.

При получении кислорода применяют ту же установку, только в

промывалку вместо раствора плюмбита свинца наливают щелочной

раствор перманганата калия. Последний служит для доокисления со-

единений кислорода с серой, выделяющихся при прохождении кисло-

рода через палладированный асбест.

При работе с электролизером необходимо соблюдать меры предосто-

рожности:

1. Перед включением электролизера следует проверить правиль-

ность подключения его электродов к источнику напряжения, с тем

чтобы не перепутать полюса, иначе (если электролизер ранее исполь-

зовался) может произойти взрыв образовавшегося гремучего газа,

2. Печка для очистки водорода от следов кислорода может быть

включена лишь при условии полнот заполнения рабочей части систе-

мы водородом. Если электролизер работает регулярно каждый день

и после работы выходной кран перекрывается, то перед включением

печки достаточно пропустить водород через систему в течение 30 мин.

В случае, когда электролизер заполнен воздухом (например, после

изготовления или ремонта), он заполняется водородом в течение 4—5 ч.

3. При необходимости проведения ремонта электролизера следует

тщательно освободить всю систему от водорода. С этой целью через все

части электролизера пропускается ток азота: время, необходимое для

полного удаления водорода из электролизера, составляет 5—б ч.

4. При работе электролизера необходимо следить, чтобы электро-

ды были полностью погружены в электролит. Если

в^

катодном прост-

ранстве оголен никелевый электрод (закрыт выходной кран при вклю-

ченном электролизере, большое некомпенсированное гидростатиче-

ское давление току водорода), то возникает опасность проскока ис-

кры между электродом и поверхностью раствора, что приводит к взры-

ву. Опасность взрыва возрастает при большом напряжении (110—

120 В) между электродами. В связи с этим лучше использовать для

питания электролизера напряжение 12 или 24 В, в этом случае при

полном оголении катода просто размыкается электрическая цепь.

Если анод с укрепленным на нем стеклянным колпачком не пол-

ностью цогружен в раствор, то происходит его быстрое растворение с

выпаданием в осадок оксидных соединений никеля; часто при этом ток

резко уменьшается из-за сильного окисления поверхности анода.

Растворение анода происходит вследствие постепенного подкисления

электролита в приэлектродном слое. Для уменьшения влияния этого

эффекта на никелевый анод надевают стеклянный колпачок 2 (см.

рис. 1.18). Колпачок направляет поток пузырьков кислорода вверх

между электродом и внутренней стенкой колпачка, что обеспечивает

циркуляцию раствора и, следовательно, выравнивание концентрации

в приэлектродном слое и в объеме раствора.

5. Необходимо отметить, что при длительной работе электролизера

уменьшается объем электролита в 11-образной трубке вследствие рас-

хода воды при электролизе и испарения, а потому периодически в элект-

ролизер необходимо добавлять бидистиллят. Чтобы^ шлифы 1Л-образ-

ной трубки можно было открыть и после длительной работы электро-

лизера, следует оберегать их от попадания щелочи и, кроме того, сма-

зывать нижнюю часть шлифа вакуумной смазкой.

Материалы для приготовления электродов. В электрохимии мате-

риалами электродов служат металлы, различные сплавы,, оксиды, уг-

леродистые материалы, карбиды, сульфиды, нитриды

другие вещества

с электронной проводимостью. Наиболее часто используют в качестве

электродов металлы, к которым, как и к растворам, предъявляются

высокие требования в отношении их чистоты.

В СССР принято разделять металлы высокой степени чистоты на

классы А, В к С. Каждый класс делится на две—четыре подгруппы

(табл. 1.3). Цифра после буквы соответствует числу девяток после за-

пятой в содержании основного компонента.

Наибольшее число количественных исследований в электрохимии

проведено, как уже указывалось выше, на ртутном электроде. Поэто-

му рассмотрим методы очистки ртути в лаборатории и технику безо-

пасности при работе с этим металлом*.

Для лабораторных работ используют ртуть марок Р-1 и Р-2, кото-

рая содержит ряд механических и химических примесей. Для уда-

ления механических примесей ртуть заливают в толстостенный кри-

сталлизатор и несколько раз промывают водопроводной водой; воду

декантируют и поверхность ртути сушат фильтровальной бумагой.

434

18$

Таблица 1.3, Классификация металлов высокой

степени чистоты

Класс в

подкласс

Содержание. %

Класс в

подкласс

основной компонент

[ прнмеся

99,9

ИН

А 2

99,99

ю-

ВЗ

99,999

В 4 99,9999

10-<

В 5

99,99999

Ю-

В6

99,999999

10-

С 7

99,9999999

1(И

99,99999999

Ю-8

99,999999999

10-®

СЮ

99,9999999999

Ю-

После этого ртуть фильтруют в чистую сухую посуду через бумажный

гладкий фильтр с большим числом отверстий по боковой поверхности

фильтра, которые наносят тонкой иглой.

Для удаления химических примесей, основную часть которых со-

ставляют примеси металлов, 150—200 мл ртути наливают

в двугор-

лую толстостенную склянку и заливают 20б—300 мл 65%-ного раст-

вора Н§

(М0

)

. Эту соль растворяют в воде, подкисленной НШ

из расчета 2 мл концентрированной НЫ0

на

л Н

0. С помощью водо-

струйного насоса через стеклянный капилляр, опущенный до дна

склянки, просасывают предварительно очищенный от пыли воздух в

течение 18—20 ч. После продувки ртуть вместе с раствором переносят в

делительную воронку и сливают ртуть в чистую сухую склянку. За-

тем ртуть в виде капель пропускают через ряд колонок, заполненных

последовательно биднстиллятом, концентрированной Н

, вновь би-

дистиллятом, 5%-ным раствором Не

^Оз)

(три колонки) и снова би-

днстиллятом.

Колонка (рис. 1.19) представляет собой цилиндр высотой 1 м и диа-

метром 15—30 мм, который оканчивается изогнутым толстостенным

капилляром диаметром 2—3 мм. Для получения сухой ртути в чис*

тую и высушенную колонку заливают 60—80 мл чистой сухой ртути,

которая служит затвором. Затем колонку заполняют соответствующим

раствором (внимание: кончик капилляра должен быть опущен в при-

емник для ртути!). В раствор опускают кончик воронки, заполнен-

ной ртутью для очистки. Кончик воронки (диаметр 0,5—1 мм) направ-

лен в сторону боковой поверхности колонки, при этом тонкая струя

ртути разбивается на мелкие капли. Такая очистка ртути достаточна

для большинства работ. Дополнительной вакуумной перегонки ртути

требует только исследование процессов на стационарных электродах.

При работе со ртутью следует соблюдать меры предосторожности,

поскольку пары ртути ядовиты. Увеличение концентрации паров ртути

в водухе происходит вследствие того, что, разливаясь, ртуть разбива-

ется на отдельнке капли и ее поверхность увеличивается. В связи с

этим при использовании ртути необходимо конструировать установки

таким образом, чтобы уменьшить число аварий и выбросов р^ути в ла-

бораторные помещения. Установки со ртутью помещают в воздушные

термостаты и ставят их на поддоны. Поддоны изготавливают из пласт-

массовых материалов, причем тщательно проваривают швы. Наливать

ртуть в приборы нужно или на специальном столе с бортами, которые

препятствуют скатыванию капель ртути на пол, или же на специаль-

ных поддонах. Для заливки ртути в установки используют воронки с

оттянутыми кончиками.

Рис, 1,19. Колонка для хими-

ческой очистки ртути:

/ — воронка с ртутью; 2

—

колон-

с раствсфом; 3 сборник для

чистой ртути

на

Рис. 1.20. Ловушка для соби-

рания ртути:

—

домовая групп;

* —

стеклян-

ная часть ловушка

Если ртуть разливается, то производят демеркуризацию. Вначале

собирают всю видимую ртуть со столов, приборов, пола с помощью ло-

вушки (рис. 1,20). Ртуть можно собрать и с помощью предварительно

амальгамированных полосок меди, цинка, белой жести. Капельки рту-

ти растворяются в поверхностном слое амальгамы, затем жидкую

амальгаму стряхивают в сосуд с водой. Эти амальгамированные поло*

ски металлов хранят под водой (внимание: ртуть, собранная таким

методом, хранится отдельно). Затем влажной непроклеенной бумагой

или ватой протирают поверхности столов, приборов, пола. После

этого вату или бумагу заливают водой, взбалтывают и ртуть при этом

собирается на дне сосуда. После сборки ртути проводят обработку за-

раженного ртутью участка 20%-ным водным раствором РеС1

из рас-

чета 10 л раствора на 25 м

площади. Через сутки обработанную по-

верхность промывают водой.

§ 1.3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И РАБОТЫ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

Выполнение экспериментальных работ в электрохимическом прак-

тикуме, как, впрочем, и в научных исследованиях, связано с исполь-

зованием большого комплекса аппаратуры для измерений тока, проте-

кающего через электрохимическую ячейку, потенциала и заряда элект-

рода, составляющих электродного импеданса й т. д. Для этих целей у

нас в стране и за рубежом выпускаются специальные приборы: потен-

циостаты, гальваностаты, высокоомные вольтметры, кулонометры,

мосты переменного тока, автоматизированные системы для проведе-

ния электрохимических и коррозионных измерений. В последние го-

ды все шире используется импульсная техника в сочетании с аналого-

цифровыми преобразователями и электронно-вычислительными ма-

шинами.

Задачи настоящего практикума в плане аппаратурного оформле-

ния могут быть по-разному реализованы в зависимости от имеющихся

приборов. Наиболее доступными являются потенциост^гы П-5827,

П-5827М, П-5848, импульсные потенциостаты ПИ-50-1 с программато-

ром ПР-8, мосты переменного тока Р-568, Р-5021, универсальный по-

лярограф ПУ-1, высокоомные вольтметры, среди которых постоянно

растет число цифровых приборов В7-21 (23, 27, 35), потенциометры и

др. Подробное описание приборов обычно дается в прилагаемых к ним

инструкциях и не требует специального пояснения.

В данном разделе основное внимание будет уделено рассмотрению»

принципов функционирования приборов для электрохимических изме-

рений. Этот раздел недостаточно освещен в учебной литературе, что

является зачастую причиной недопонимания технических возможно-

стей и особенностей работы приборов. С другой стороны, при отсутст-

вии серийно выпускаемых приборов электрохимические измерения

могут быть выполнены с помощью самостоятельно собранных схем,

включающих операционные усилители.

Интегральные микросхемы операционного усилителя. С точки зре-

ния электротехники электрохимические переменные — ток, потен-

циал, заряды и т. п.— имеют непрерывный (или аналоговый) характер.

Экспериментаторов интересуют способы поддержания их на определен-

ном уровне, а также их измерения в аналоговой форме. Наиболее под-

ходящими для этих целей являются специальные интегральные микро-

схемы, так называемые операционные усилители (ОУ). Эти схемы пред-

ставляют собой наборы электрических компонентов (транзисторов,

емкостей, сопротивлений, диодов и других элементов), сформиро-

ванных на поверхности и в теле полупроводникового материала (обыч-

но это кремний) и соединенных определенным образом для выполне-

ния предназначенных функций. Изготовленная интегральная микро-

схема снабжается рядом выводов и запечатывается в специальный кор-

пус.

122

В СССР выпускается несколько видов ОУ, например, серйи- К140,

К153 К544 и др. Внутреннее устройство ОУ весьма сложно. Однако

для практического использования знать это устройство и внутреннее

функционирование не обязательно. Более важным является знание их

работы как единого целого.

На схеме ОУ изображаются в виде треугольника (или наконечни-

ка стрелы) (рис. 1.21), что символизирует усиление и направление от

входа к выходу. ОУ имеет пять основных выводов. Разберем вначале их

назначение.

Для питания ОУ требуется два источника постоянного напряжения

(обычно +15 и —15 В), которые подключаются к клеммам +11 и —У

Шд

Рис. 1.2!. Схема операци-

онного усилителя

Рис. 1.22. Цоколь ОУ К140 УД7

Клеммы 1, 5, 8 не используются, вы^

ступ — ключ

Эти напряжения относятся к общей точке, называемой землей, кото-

рая не всегда может быть связана с реальной землей. Обычно в элект-

рических схемах эти выводы не показаны.

Кроме клемм источника питания у ОУ имеются клеммы входа и

выхода. Выходное напряжение измеряется относительно земли.

Клеммы входа, которые помечены (+ и —), называются неинвер-

сионными и инверсионными входами. Эти входы являются дифферен-

циальными (разностными), так как выходное напряжение^ЧУ

ВЬ1Х

зависит от разности входных ДЕ и коэффициента усиления Л

Фунда-

ментальное свойство операционного усилителя состоит в том, что вы-

ходное напряжение является инвертированной (т. е..с обратным зна-

ком) и усиленной разностью выходных напряжений:

—

4ДЕ. 0-8)

Еще одной важной особенностью входной цепи является высокое

значение полного сопротивления между входными клеммами и между

каждым из входов и землей, На рис. 1.22 показан цоколь ОУ К140,

ниже приведены некоторые типичные характеристики (параметры) ре-

зальных ОУ:

Коэффициент усиления . . . . И^.* В/В .

Входное сопротивление , ш ким—ши тим

Выходной ТОК . • • • 1—30 мя

Полоса единичного усиления, т, е. частота, *

при которой А равно единице .... 100 Гц-ши т ц

Выходное напряжение . .-на I— о о ниже па

, пряжения чтитания

20$