ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНИЙ СЕНСОР РОЗЧИНЕНОГО У ВОДІ КИСНЮ З ДОДАТКОВИМ ЦИНКОВИМ ЕЛЕКТРОДОМ ДЛЯ ПОНОВЛЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОСТІ МІДНОГО АНОДА

Анотація

У даній роботі розглянута потреба в сенсорах кисню для моніторингу водного середовища, які при відносній дешевизні потребують мінімальних експлуатаційних витрат, а також відрізняються екологічністю та високою надійністю. Таким вимогам найбільше відповідають амперометричні сенсори двоелектродної системи, які відрізняються зручним для реєстрації струмовим сигналом з лінійною його залежністю від концентрації визначуваного компонента, а також високою надійністю і стійкістю до перевантажень. Проте найбільш поширеною електрохімічною системою таких сенсорів для визначення кисню є елемент Кларка зі свинцевим анодом. За сучасних тенденцій до екологізації техніки, застосування свинцю у витратних комплектуючих вважається неприпустимим. Відомі роботи щодо заміни свинцевих анодів на мідні, проте надійність їх роботи з часом виявилася нижчою, ніж у свинцевих. У роботі вирішена задача розробки амперометричного сенсора кисню двоелектродної системи, який генерує аналітичний струмовий сигнал без підводу додаткової електроенергії із-зовні, тобто є по суті хімічним джерелом струму нановатної потужності. Вимірювання кисню ведеться за амперометричним принципом на срібному робочому електроді, потенціал якому задає закорочений на нього мідний допоміжний електрод. Тобто, сенсор не містить високотоксичного свинцю, який замінений на мідь. Дослідна електрохімічна комірка сенсора просочена слабо практично нейтральним 0.05М розчином гідрокарбонату натрію з метою ускладнення умов функціонування мідного допоміжного електрода, який починав пасивуватися приблизно через дві доби неперервного вимірювання кисню у воді. Поновлення працездатності мідного допоміжного електрода у випадку його пасивації проводилося його закорочуванням на другий допоміжний електрод сенсора – цинковий, який експлуатується тільки для зняття або запобігання пасивації. Запропоновано режим експлуатації такого двоелектродного сенсора з додатковим цинковим допоміжним електродом, який дозволяє уникати пасивації мідного електрода й погіршення технічних характеристик сенсора, а також не потребує як додаткового електричного живлення, так і ускладнення необхідних вторинних електронних пристроїв.