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Gasvoltameter.
Die Erfindung betrifft ein Gasvoltameter der bekannten Art, bei dem aus einer Elektrodenkammer unter Einströmung von Elektrolyt in die Kammer das Gas in den Elektrolyten austritt. Die Erfindung bezweckt, die Elektrodenkammer derart auszubilden, dass das Instrument jederzeit möglichst fehlerfreie Angaben macht. Zugleich werden besonders praktische Ausführungsbeispiele der neuen Elektrodenkammer gegeben.
Die bisher bekannten Instrumente gleicher Art sind dadurch zeitweilig ungenau, dass das Gas absatzweise in den Elektrolyten eintritt und dass der Flüssigkeitsspiegel in der Elektrodenkammer nicht immer die gleiche erforderliche Höhe hat. Nach der Erfindung werden diese Übelstände durch die Anordnung einer Drosselvorrichtung in der Ausströmungsbahn des Gases oder in der Einströmungsbahn des Elektrolyten zur Elektrodenkammer und durch besondere Ausbildung der Aus-bzw. Einströmungsbahnen vermieden. Die Drossel-
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in die Elektrodenkammer in dem Augenblick, in dem durch eine sich eben von der Gasaustrittsöffnung der Kammer ablösende Gasblase der Gleichgewichtszustand zwischen dem Gasd uck in der Kammer und dem Gegendruck der Flüssigkeit an der Gasaustrittsöffnung gestört ist.
Wenn nämlich in diesem Augenblick der Elektrolyt ungehindert in die Kammer nachströmen kann, so treibt er eine grosse Menge Gas aus der Kammer hinaus. Dieses ungehinderte Nachströmen wird nach der Erfindung durch die Drosselvorrichtung verhindert.
Ein Ausführungsbeispiel wird durch Fig. i der Zeichnung veranschaulicht. Das Voltametergefäss 1 hat die bekannte Gestalt eines allseitig geschlossenen U-Rohres mit einem kürzeren weite en Schenkel 2 und einem längeren Schenkel, der mit seinem oberen dünnen Teil 3 das Messrohr bildet und in seinem unteren erweiterten Teil 4 die Elektrodenkammer 5 aufnimmt. Die Elektrodenkammer, die wie das Voltametergefäss 1 aus Glas hergestellt zu denken ist, hat glockenförmige Gestalt. Sie ist an der Innenwand des Voltameters 1 befestigt mit Glasfüssen 6 und 7, von denen der eine die Zuleitung 8 zur Elektrode 9 enthält.
In der Haube 51 der Elektrodenkammer befindet sich eine Austrittsöffnung 52 für das Gas.
Die Mündung 53 der Kammer enthält einen aus Glaswolle gebildeten Pfropf 54 ; er wird zwischen Einbuchtungen 55 in der Wand der Glocke 5 und quer über die Mündungsöffnung angeschmolzenen Glasstäbchen 56 festgehalten. 10 ist die andere Elektrode, die von einem gläsernen Stiel 11 mit der Zuleitung 12 getragen wird.
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Es ist um die Haube herum gebogen und liegt in einer bei Gebrauchsstellung des Voltameters etwa wagrechten Ebene. Es ist aus fabrikationstechnischen Gründen zweckmässig, das Glasrohr 13 nicht an die Elektrodenkammer anzuschmelzen, sondern in eine Öffnung der Wand der Elektrodenkammer einzustecken, weil ein Anschmelzen des oft sehr dünnen Röhrchens grosse Fertigkeit voraussetzt und weil, wie später ausgeführt wird, unter Umständen die Kapillarkraft des Röhrchens auf einen bestimmten Wert gebracht werden muss, der dann nach Einschmelzen nur schwer zu erhalten ist.
Die Anordnung eines gekrümmten Austrittsweges für das Gas und im besonderen das wagrechtliegende gekrümmte Gasausflussrohr nach der Zeichnung machen das Voltameter unempfindlicher gegen mechanische Erschütterungen ; sie erschweren es nämlich, durch Erschütterungen des Voltameters, Gas aus der Elektrodenkammer herauszutreiben.
Bei der beschriebenen Ausführung wird die Drosselvorrichtung in der Einströmungsbahn durch den Glaswollpfropf 54 gebildet. Diese Ausfühiung ist für die Erfindung nicht wesentlich ; man könnte vielmehr die Mündung der Elektrodenkammer auch mit Stäbchen, Kugeln, Körnern o. dgl. ausfüllen oder in anderer Weise, z. B. durch Verengung, so ausbilden, dass der Widerstand, den sie dem einströmenden Elektrolyt darbietet, die erforderliche Grösse erhält.
Durch die Drosselvorrichtung wird zwar ein praktisch gleichförmiges Ausströmen des Gases in kleinen Perlen und damit ein während des Betriebes praktisch unveränderlicher Flüssigkeitsspiegel in der Elektrodenkammer gewährleistet, aber die jedesmalige Einstellung des Spiegels auf dasselbe Niveau beim Kippen des Gerätes wird dadurch nicht sicher gestellt.
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Gekippt muss das Gerät werden, um nach längerer Betriebszeit das Messrohr wieder mit Flüssigkeit zu füllen.
Um die jedesmalige Einstellung des Flüssigkeitsspiegels auf dasselbe "Normalniveau", das die Elektrode in einen von Gas bespülten und einen von Flüssigkeit bespülten Teil scheidet, zu erreichen, werden nach der Erfindung die Abmessungen der Elektrodenkammer, die Abmessungen des "Gasweges'" durch den das Gas ausströmt, des "Flüssigkeitsweges", durch den die Flüssigkeit einströmt, und die Flüssigkeitsfüllung des Voltameters in besonderer Weise aufeinander abgestimmt, so dass beim Kippen zuerst eine grosse Gasmenge in die Kammer eingesogen wird, wobei die Flüssigkeit in der Kammer unter das Normalniveau sinkt, und bei Wiederholung des Kippens der Gasüberschuss wieder ausgetrieben wird unter Hebung des Spiegels bis zum Normalniveau.
Die Abmessungen der Elektrodenkammer, des Gaswages und des Flüssigkeitsweges sind verschieden zu wählen, je nachdem bei der'weitestgehenden Entleerung des Messrohres und seines die Kammer enthaltenden Unterteiles, die beim Kippen vorkommen kann, die äussere Öffnung des Flüssigkeitsweges untergetaucht bleibt oder ausgetaucht ist. Das Gerät wird so ausgeführt, dass die erste dieser Voraussetzungen erfüllt ist ; denn dabei kann die Elektrodenkammer niedriger gebaut werden, wie im zweiten Fall. Die Weite des Gasweges und die Höhe der Kammer werden so bemessen, dass die Druckhöhe des Normalniveaus über dem Flüssigkeitsspiegel, der sich bei der erwähnten weitestgehenden Entleerung des Messrohres und seines Unterteiles ausserhalb der Kammer einstellt, mindestens dem Eintrittsdruck des Gasweges gleichkommt.
Die Höhe der äusseren Öffnung des Gasweges über dem Normalniveau wird so gewählt, dass sie dem Austrittsdruck des Gasweges gleich ist. Eintrittsdruck des Gasweges ist der Unterdruck, der nötig ist, um einen im Gasweg steckenden Flüssigkeitstropfen in die Kammer hineinzusaugen. Austrittsdruck des Gasweges ist der Überdruck, der nötig ist, um eine Gasblase durch den Gasweg auszutreiben. Die Drücke sind in Millimetern Elektrolytsäule zu messen.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des Gasvoltameters nach der Erfindung dargestellt. Das Voltametergefäss 1 mit dem Elektrolyten 2 zeigt die Elektroden 3 und 4, von denen die letztere in der Elektrodenkammer 5 untergebracht ist. 6 ist wieder der Austrittsweg, durch den das Gas in das Messrohr 7 entweicht. Die Drosselvorrichtung besteht hier aus Stäbchen 8. Diese Stäbchen liegen in dem unteren winklig umgebogenen Teil der Elektrodenkammer und werden an ihren Stirnseiten von Teilen der Gefässwände an einer schädlichen Längsbewegung gehindert. Diese Ausführung ist deswegen vorteilhaft, weil besondere Halteteile für die Stäbchen 8 vermieden sind.
Die in Fig. 2 dargestellte Elektrodenkammer, bei der der untere Teil winklig zum oberen Teil verläuft, ist auch in baulicher Hinsicht vorteilhaft, weil sie eine Verkürzung der gesamten Baulänge des Voltameters ermöglicht.
Die Wirkung des neuen Gasvoltameters lässt sich noch verbessern, wenn man zur Bildung der D. osselvorrichtung in der Einströmungsbahn des Elektrolyten Körper verwendet, die wenigstens an ihren Oberflächen metallisch sind und dadurch den elektrischen Widerstand des Elektrolyts im Bereiche der Drosselvorrichtung verringern. Man kann also beispielsweise den Pfropf-M der Fig. i aus platinierten oder vergoldeten und mit Moor von Platin,
Gold, Rhodium, Ruthenium oder einem anderen Edelmetall überzogenen Glasfäden herstellen.
In gleicher Weise kann man die zum Ersatz eines solchen Pfropfens tauglichen Stäbchen, Kugeln oder Körner behandeln. Auch ein Drahtknäuel oder eine Rolle, die aus einem Streifen Drahtgewebe oder Blech gewickelt ist, oder ein wellenförmiges Gebilde aus einem Drahtnetzstreifen mit in der Strömungsbahn des Elektrolyts hintereinander liegenden Wellen könnte benutzt werden, ebenso eine Schicht loser Moorteilchen zwischen zwei in der
Strömungsbahn des Elektrolyts hintereinander liegenden siebartigen Haltern. Die Drosselvorrichtung wird dann an dem einen Ende Kathode, an dem anderen Anode und übernimmt in der Hauptsache die Stromleitung. Eine beträchtliche Gasausscheidung findet dabei nicht statt, weil die Zersetzungsprodukte des Elektrolyts sich in der Drosselvorrichtung sogleich wieder vereinigen. Dieser Vorgang wird durch das Metallmoor in hohem Masse gefördert.
Er findet aber auch an einer blank metallischen Drosselvorrichtung statt, besonders dann, wenn diese in Richtung der Stromlinien kurz ist.
PATENT-ANSPRüCHE :
I. Gasvoltameter, bei dem aus einer Elektrodenkammer das, Gas unter Einströmung von Elektrolyt in die Kammer in den Elektrolyten austritt, gekennzeichnet durch eine Drosselvorrichtung in der Ausströmungsbahn des Gases oder in der Einströmungsbahn des Elektrolyts.