CH625885A5 - Method and appliance for detecting the presence of an electroactive volatile material - Google Patents

Method and appliance for detecting the presence of an electroactive volatile material Download PDF

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CH625885A5
CH625885A5 CH249477A CH249477A CH625885A5 CH 625885 A5 CH625885 A5 CH 625885A5 CH 249477 A CH249477 A CH 249477A CH 249477 A CH249477 A CH 249477A CH 625885 A5 CH625885 A5 CH 625885A5
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gas
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inert gas
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CH249477A
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Ronald Herbert Reed
John Robin Paul Clarke
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Ici Ltd
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    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/4162Systems investigating the composition of gases, by the influence exerted on ionic conductivity in a liquid

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Description

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2 2nd

PATENTANSPRÜCHE 14, Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich- PATENT CLAIMS 14, Device according to claim 13, characterized in

1. Verfahren zum Nachweis des Vorhandenseins eines in net, dass die Elektroden (57, 58) Platindrähte sind. 1. A method for detecting the presence of a net that the electrodes (57, 58) are platinum wires.

einer Flüssigkeit in Lösung befindlichen elektroaktiven flüchti- 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, a liquid-in-solution electroactive volatile device according to one of claims 10 to 14,

gen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssig- dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Inberüh- material, characterized in that the liquid is characterized in that the device for contacting

keit mit einem Inertgasstrom und dann den Inertgasstrom mit 5 rungbringen von Gas und Elektrolyt eine Elektrodenkammer dem Elektrolyten eines auf das Vorhandensein eines elektroak- (65) umfasst, welche die Elektrodeneinrichtung (66) enthält tiven flüchtigen Stoffes ansprechenden elektrochemischen De- und mit einem von der Einrichtung zum Inberührungbringen tektors in Berührung bringt. von Gas und Flüssigkeit kommenden Gasauslass (55) verbun- speed with an inert gas stream and then the inert gas stream with 5 bringing gas and electrolyte, an electrode chamber which includes an electrolyte which detects the presence of an electroactive (65) and which contains the electrode device (66) volatile substance, and with one of the electrochemical detergent Device for contacting tectors. connected gas outlet from gas and liquid (55)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, den ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that is.

dass der Ausgabewert des elektrochemischen Detektors mit der 10 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, that the output value of the electrochemical detector with the 16. device according to one of claims 9 to 15,

Menge des elektroaktiven Bestandteils, der in den Elektrolyten dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Inberüh- Amount of the electroactive component which is characterized in the electrolytes in that the device for contacting

eingeführt wird, in einer linearen Beziehung steht. rungbringen von Gas und Flüssigkeit eine Einrichtung zum is introduced in a linear relationship. bring gas and liquid a device for

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Durchperlenlassen des Inertgases durch die Flüssigkeit umfasst. dass in dem elektrochemischen Detektor ein flüssiger Elektrolyt 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, vorhanden ist, der über eine Elektrode strömt, welche durch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Inberüh-den Elektrolyten mit einer zweiten Elektrode in leitender Ver- rungbringen von Gas und Flüssigkeit eine Einrichtung zum Füh-bindung steht, wobei die beiden Elektroden mit einer elektri- ren des Inertgases über einen dünnen Film der Flüssigkeit umsehen Spannungsquelle und einer Stromnachweisvorrichtung fasst. 3. The method according to claim 1, characterized in that the inert gas is bubbled through the liquid. that in the electrochemical detector there is a liquid electrolyte 17. Device according to one of claims 9 to 15, which flows over an electrode which is characterized by 15 in that the device for contacting the electrolyte with a second electrode in a conductive connection. a device for guiding the gas and liquid, the two electrodes with an electric one of the inert gas looking over a thin film of the liquid and a current detection device.

elektrisch in einen Kreis geschaltet sind. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, are electrically connected in a circle. 18. Device according to one of claims 9 to 15,

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Inberüh-dass die Strömungsgeschwindigkeiten des Inertgases und des rungbringen von Gas und Flüssigkeit eine Einrichtung umfasst, Elektrolyten konstant sind und dass die Stromnachweisvorrich- in der die Flüssigkeit während der Berührung mit dem Inertgas tung so gewählt wird, dass sie eine quantitative Anzeige der in einem schraubenförmigen Weg zu fliessen gezwungen ist. Änderung des im elektrischen Kreis fliessenden Stromes liefert. 4. The method according to claim 3, characterized in that the device for contacting that the flow velocities of the inert gas and the introduction of gas and liquid comprises a device, electrolytes are constant and that the current detection device in which the liquid during the Contact with the inert gas is selected so that it is forced to display a quantitative indication of the flow in a helical path. Changes in the current flowing in the electrical circuit provides.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 25 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized 25

gekennzeichnet, dass sowohl die Flüssigkeit als auch das Inertgas durch eine Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas Eines der vielen schwierigen Probleme, mit denen der Ana-und Flüssigkeit strömen. lytiker konfrontiert wird, ist die Analyse von Stoffen, die nicht characterized in that both the liquid and the inert gas through a device for contacting gas is one of the many difficult problems with which the ana and liquid flow. lytiker is faced with the analysis of substances that are not

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, nur die zu bestimmenden Bestandteile enthalten, sondern auch dass die Flüssigkeit in einem schraubenförmigen Weg durch die 30 einen oder mehrere Bestandteile, die die Analyse störend beEinrichtung zum Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit einflussen können. Eine Gegebenheit, bei der dies auftritt, ist strömt. die Analyse eines Reaktionsgemisches, wo der Nachweis oder 6. The method according to claim 5, characterized in that it contains only the constituents to be determined, but also that the liquid in a helical path through the one or more constituents which can interfere with the analysis of the device for contacting gas and liquid. There is a stream in which this occurs. the analysis of a reaction mixture where the detection or

7. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 6, dadurch die Bestimmung einer bestimmten Komponente durch das Vorgekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein Medium ist, in welchem handensein anderer Stoffe, die Ausgangsstoffe, Reaktionspro-eine chemische Reaktion stattfindet. 35 dukte oder selbst zufällige Verunreinigungen sein können, er- 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized by the determination of a specific component by the fact that the liquid is a medium in which there are other substances, the starting materials, reaction pro-chemical reaction. 35 products or even accidental impurities,

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An- schwert wird. 8. Device for carrying out the method according to the sword.

spruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Inberüh- Es ist aus der US-PS Nr. 3 150 516 bekannt, ein in einer rungbringen von Gas und Flüssigkeit zum Inberührungbringen Flüssigkeit gelöstes flüchtiges Material mit Hilfe eines inerten der Flüssigkeit mit einem Inertgas, einen elektrochemischen Trägergases auszutreiben und die ausgetriebenen Gase danach Proof 1, characterized by a device for contacting it. It is known from US Pat. No. 3,150,516, a volatile material dissolved in a contacting liquid of gas and liquid with the aid of an inerting of the liquid with an inert gas, an electrochemical liquid Drive out carrier gas and the expelled gases afterwards

Detektor und eine Einrichtung zum Inberührungbringen von 40 mit Hilfe einer Chromatographiesäule und einer Wärmeleitfä- Detector and a device for contacting 40 using a chromatography column and a thermal conductivity

Gas und Elektrolyt zum Inberührungbringen des Inertgases, higkeitszelle zu analysieren. Erfindungsgemäss wird ein viel ein- Gas and electrolyte for contacting the inert gas, ability cell to be analyzed. According to the invention, a much

nachdem es die Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas facherer und robusterer Detektor verwendet, der sich für die und Flüssigkeit passiert hat, mit dem Elektrolyten des elektro- Verwendung in einer technischen Anlage eignet. after it uses the device for contacting gas-rich and robust detector, which has passed through for the and liquid, with the electrolyte of the electro-use in a technical plant.

chemischen Detektors. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor- chemical detector. The invention relates to a method and a pre

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine 45 richtung zum Nachweis des Vorhandenseins eines in einer Flüs-Gasströmungseinrichtung zur Erzeugung eines Inertgasstromes. sigkeit in Lösung befindlichen elektroaktiven flüchtigen Mate- 9. The device according to claim 8, characterized by a 45 direction for detecting the presence of a in a Flüs gas flow device for generating an inert gas flow. electroactive volatile matter in solution

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn- rials. Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Anspruch 1 und zeichnet, dass der elektrochemische Detektor eine Elektroden- die erfindungsgemässe Vorrichtung im Anspruch 8 definiert, einrichtung (66) mit einer ersten Elektrode (57) und einer zwei- Mit dem Ausdruck «elektroaktives Material» ist ein Mate-ten Elektrode (58), eine Einrichtung zur Erzeugung eines Elek- so rja] gemeint, das beim Einführen in den Elektrolyten eines elek-trolytstromes über die Oberfläche der ersten Elektrode und zur trochemischen Systems mit dem Elektrolyten so in Wechselwir-Bildung einer Verbindung zwischen der ersten und der zweiten kung tritt, dass eine Änderung des elektrischen Zustands des Elektrode und einen elektrischen Kreis, der mit den zwei Elek- Systems herbeigeführt wird. Mit Hilfe geeigneter chemischer troden in Reihe schaltbar ist und eine Spannungsquelle (61) und Komponenten in einem an das elektrochemische System ange-eine Stromnachweisvorrichtung (62) umfasst, aufweist. 55 schlossenen Stromkreis ist es möglich, die Änderung des elektri- 10. The device according to claim 8 or 9, characterized thereby. The method according to the invention is in claim 1 and is characterized in that the electrochemical detector defines an electrode. The device according to the invention is defined in claim 8, device (66) with a first electrode (57) and a two. With the expression "electroactive material" is a mate -ten electrode (58), means a device for generating an electr so rja] that, when introduced into the electrolyte of an electrolyte stream over the surface of the first electrode and to the trochemical system with the electrolyte, thus forms a connection between the electrolyte The first and second kung occurs as a change in the electrical state of the electrode and an electrical circuit that is brought about with the two elec systems. Can be connected in series using suitable chemical electrodes and comprises a voltage source (61) and components in a current detection device (62) which is connected to the electrochemical system. 55 closed circuit, it is possible to change the electrical

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- schen Zustands des Systems und damit das Vorhandensein des net, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines Inertgasstromes elektroaktiven Materials nachzuweisen. Ein mit einer geeigne-und die Einrichtung zur Erzeugung eines Elektrolytstromes so ten elektrischen Anzeigekomponente elektrisch verbundenes ausgebildet sind, dass sie eine konstante Strömungsgeschwindig- elektrochemisches System umfasst z.B. einen elektrochemi-keit liefern. 60 sehen Detektor, der für die Verwendung im Rahmen der Erfin- 11. The device as claimed in claim 10, characterized in that the system is in a state and thus the presence of the net proves that the device for generating an inert gas flow of electroactive material. An electrical display component which is electrically connected to a suitable and the device for generating an electrolyte current is designed such that it comprises a constant flow rate electrochemical system, e.g. deliver an electrochemical. 60 see detector which is for use in the context of the inventions

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- dung geeignet ist. Für die Verwendung im Rahmen der Erfin-net, dass die Stromnachweisvorrichtung (62) so ausgebildet ist, dung geeignete elektrochemische Detektoren gehören grund-dass sie eine quantitative Anzeige der Stromänderung im äusse- sätzlich zwei Typen an, nämlich demjenigen, der ein elektrisches ren Kreis liefert. Potential ausbildet und nachweist, wenn er mit dem elektroakti- 12. The device according to claim 11, characterized in that it is suitable. For use in the context of the invention that the current detection device (62) is designed in such a way that suitable electrochemical detectors are included, they have a quantitative indication of the current change in two types, namely that of an electrical circuit delivers. Develops and demonstrates potential when it

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 65 ven Material in Berührung kommt, und demjenigen, bei dem dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodeneinrichtung (66) der effektive elektrische Widerstand des Systems sich bei Beeinen Spulenkörper (56) aufweist, um welchen die beiden Elek- rührung mit dem elektroaktiven Material ändert, wobei die Wi-troden (57,58) schraubenförmig gewickelt sind. derstandsänderung durch die Änderung eines Stromes nachge- 13. The device according to one of claims 9 to 12, 65 ven material comes into contact, and the one in which the electrode device (66) has the effective electrical resistance of the system in the case of legs (56) around which the Both electrical contact changes with the electroactive material, the Wi-electrodes (57, 58) being wound helically. change in the state by changing a current

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wiesen wird, der in einem eine Spannungsquelle enthaltenden Stromkreis fliesst, der an das System angeschlossen ist. is shown, which flows in a circuit containing a voltage source, which is connected to the system.

Allgemein steht der Messwert eines Detektors des letzteren Typs in linearer Beziehung zur Menge des in den Elektrolyten des elektrochemischen Detektors eingeführten elektroaktiven Materials, so dass Detektoren dieses Typs, für einen quantitativen Nachweis elektroaktiver Materialien besser geeignet sind. In general, the measured value of a detector of the latter type is linearly related to the amount of electroactive material introduced into the electrolyte of the electrochemical detector, so that detectors of this type are more suitable for quantitative detection of electroactive materials.

Als Inertgas, das mit der Lösung eines flüchtigen elektroaktiven Materials in Berührung gebracht wird, eignet sich ein Gas, das in Bezug auf die Komponenten der Lösung und den Elektrolyten des elektrochemischen Detektors (nachfolgend als Nachweisvorrichtung bezeichnet) inert ist, d.h. ein Gas, das die Analyse nicht störend beeinflusst. Stickstoff ist in den meisten Fällen geeignet, doch ist Luft häufig gleichermassen geeignet. Der Inertgasstrom kann mit der Lösung des flüchtigen elektroaktiven Materials und mit dem Elektrolyten in jeder passenden Weise in Berührung gebracht werden, beispielsweise indem man das Gas in Blasen durch sie hindurchleitet oder mit einem aus ihnen bestehenden dünnen Film in Berührung bringt. As the inert gas which is brought into contact with the solution of a volatile electroactive material, a gas is suitable which is inert with respect to the components of the solution and the electrolytes of the electrochemical detector (hereinafter referred to as detection device), i.e. a gas that does not interfere with the analysis. Nitrogen is suitable in most cases, but air is often equally suitable. The inert gas stream can be contacted with the solution of the volatile electroactive material and with the electrolyte in any suitable manner, for example by bubbling the gas through them or by contacting them with a thin film composed of them.

Eine bevorzugte Ausführungsform der elektrochemischen Nachweisvorrichtung weist einen flüssigen Elektrolyten auf, der über eine Elektrode strömt, die durch den Elektrolyten mit einer zweiten Elektrode leitend verbunden ist, wobei die beiden Elektroden aussen mit einer elektrischen Spannungsquelle und einer Stromnachweisvorrichtung in Reihe geschaltet sind. Das Vorhandensein von elektroaktivem Stoff in dem Inertgasstrom wird durch eine Änderung des Stromes nachgewiesen, der in dem Elektrolyten und dem elektroaktiven Stoff fliesst. A preferred embodiment of the electrochemical detection device has a liquid electrolyte which flows over an electrode which is conductively connected through the electrolyte to a second electrode, the two electrodes being connected in series with an electrical voltage source and a current detection device. The presence of electroactive material in the inert gas stream is detected by a change in the current flowing in the electrolyte and the electroactive material.

Die Änderung im Stromfluss kann entstehen, einfach weil sich der flüchtige Stoff im Elektrolyten auflöst oder aber weil er mit dem Elektrolyten in einer Weise reagiert, dass Bestandteile entstehen oder zerstört werden, die an einer der beiden Elektroden entladen werden können. Der Elektrolyt wird, abhängig von der Natur des flüchtigen elektroaktiven Bestandteils, so gewählt, dass er die gewünschte Wirkung ergibt. The change in the current flow can occur simply because the volatile substance dissolves in the electrolyte or because it reacts with the electrolyte in such a way that components are created or destroyed that can be discharged at one of the two electrodes. Depending on the nature of the volatile electroactive component, the electrolyte is chosen so that it produces the desired effect.

Es hat sich gezeigt, dass die elektrochemische Nachweisvorrichtung gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit des Inertgases empfindlich ist und dass sie, wo es sich um eine Nachweisvorrichtung handelt, bei welcher ein flüssiger Elektrolyt über die Oberfläche der Elektroden strömt, auch auf die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten empfindlich ist. Wo daher das Verfahren dazu verwendet wird, die Konzentration des elektroaktiven flüchtigen Stoffes in der Flüssigkeit zu bestimmen, müssen die Strömungsgeschwindigkeiten des Inertgases und des Elektrolyten im wesentlichen konstant gehalten werden. Eine Änderung in einer der beiden Strömungsgeschwindigkeiten eines dieser Stoffe erzeugt eine Änderung in der Ausgabegrösse der Nachweisvorrichtung. It has been shown that the electrochemical detection device is sensitive to the flow rate of the inert gas and that, where it is a detection device in which a liquid electrolyte flows over the surface of the electrodes, it is also sensitive to the flow rate of the electrolyte. Therefore, where the method is used to determine the concentration of the electroactive volatile in the liquid, the flow rates of the inert gas and the electrolyte must be kept substantially constant. A change in one of the two flow velocities of one of these substances produces a change in the output size of the detection device.

Wo das erfindungsgemässe Verfahren eine Nachweisvorrichtung mit einem strömenden Elektrolyten verwendet, sind die Elektroden bevorzugt aus Edelmetall, beispielsweise Platin, gemacht. Der Elektrolyt fliesst zweckmässigerweise so aus einem Vorratsbehälter, dass er eine dünne Schicht bildet, die sich konstant zwischen den und über die Oberflächen der zwei Elektroden bewegt. Wo das Verfahren dazu verwendet wird, die Konzentration des elektroaktiven Stoffes in der Flüssigkeit zu messen, liegt in dem Vorratsbehälter vorzugsweise ein konstanter Elektrolytspiegel vor, oder an die Stelle des Vorratsbehälters tritt eine Pumpe, die einen konstanten Elektrolytstrom liefert. Where the method according to the invention uses a detection device with a flowing electrolyte, the electrodes are preferably made of noble metal, for example platinum. The electrolyte expediently flows from a storage container in such a way that it forms a thin layer which constantly moves between and over the surfaces of the two electrodes. Where the method is used to measure the concentration of the electroactive substance in the liquid, there is preferably a constant electrolyte level in the storage container or a pump which replaces the storage container provides a constant electrolyte flow.

Im äusseren Kreis der Stromnachweisschaltung kann jede geeignete Spannungsquelle verwendet werden, ebenso kann, Any suitable voltage source can be used in the outer circuit of the current detection circuit.

falls gewünscht, die Spannung verändert werden, um beispielsweise den störenden Einfluss von anderen Bestandteilen oder Verunreinigungen im System herabzusetzen. Es können herkömmliche Strommessvorrichtungen verwendet werden, beispielsweise ein Potentiometer zur Messung des Spannungsabfalls über einem in der Schaltung angeordneten Widerstand. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich sowohl zur chargenweisen als auch zur kontinuierlichen Analyse verwenden und bildet ein wertvolles Prüfverfahren, das sich zur Produktionsverbesserung oder -Steuerung anwenden lässt. Es eignet sich insbesondere zur kontinuierlichen Analyse kontinuierlicher 5 Produktionsprozesse, da das erfindungsgemässe Verfahren eine schnelle Anzeige des Zustandes der überprüften Flüssigkeit zu liefern in der Lage ist. Falls gewünscht, kann das Verfahren so angepasst werden, dass es eine automatische Steuerung irgendeines Vorganges liefert, beispielsweise einen gewünschten Zu-io stand in der Flüssigkeit aufrechterhält. if desired, the voltage can be changed, for example to reduce the disruptive influence of other components or contaminants in the system. Conventional current measuring devices can be used, for example a potentiometer for measuring the voltage drop across a resistor arranged in the circuit. The method according to the invention can be used both for batch-wise and for continuous analysis and forms a valuable test method that can be used to improve or control production. It is particularly suitable for the continuous analysis of continuous production processes, since the method according to the invention is able to provide a quick indication of the condition of the checked liquid. If desired, the method can be adapted to provide automatic control of any process, such as maintaining a desired level in the liquid.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere wertvoll zur Überwachung und Steuerung des Fortschreitens von Diazo-tierungsprozessen kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Natur. Bei dem üblicherweise zur Herstellung von Azofarbstoffen i5 und Pigmenten verwendeten Diazotierungsprozess wird ein primäres aromatisches Amin mit salpetriger Säure zu einer Diazo-verbindung umgesetzt. Zur Sicherstellung einer vollständigen Diazotierung des Amins ist es wichtig, dass salpetrige Säure in ausreichendem Masse zugesetzt wird, gleichzeitig ist es aber we-20 gen der Möglichkeit von Nebenreaktionen in der Regel unerwünscht, einen nennenwerten Überschuss zu haben. Das Vorhandensein von salpetriger Säure in einer wässrigen Lösung gibt Anlass zu flüchtigen Stoffen in Form verschiedener Oxide des Stickstoffs. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet den ra-25 sehen Nachweis dieser flüchtigen Stoffe und ist in der Lage, deren Konzentrationen zu messen. The method according to the invention is particularly valuable for monitoring and controlling the progress of diazo processes of a continuous or discontinuous nature. In the diazotization process commonly used for the production of azo dyes i5 and pigments, a primary aromatic amine is reacted with nitrous acid to form a diazo compound. In order to ensure complete diazotization of the amine, it is important that sufficient nitrous acid is added, but at the same time, because of the possibility of side reactions, it is generally undesirable to have a significant excess. The presence of nitrous acid in an aqueous solution gives rise to volatiles in the form of various oxides of nitrogen. The method according to the invention permits the detection of these volatile substances and is able to measure their concentrations.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird vorzugsweise in Verbindung mit einer Gasströmungseinrichtung zur Erzeugung eines Inertgasstromes durch die Einrichtungen zum Inberüh-30 rungbringen von Gas und Flüssigkeit sowie Gas und Elektrolyt verwendet. The device according to the invention is preferably used in connection with a gas flow device for generating an inert gas flow through the devices for bringing gas and liquid as well as gas and electrolyte into contact.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der erfin-dungsgemässen Vorrichtung umfasst die elektrochemische Nachweisvorrichtung eine Elektrodeneinrichtung mit einer er-35 sten und einer zweiten Elektrode, eine Einrichtung, die bewirkt, dass ein Elektrolyt über die Oberfläche der ersten Elektrode fliesst, und eine Verbindung zwischen der ersten und zweiten Elektrode und einem äusseren Kreis, der mit den zwei Elektroden in Reihe schaltbar ist und eine Spannungsquelle sowie eine 40 Stromnachweisvorrichtung enthält, bildet. Alternative Ausführungsformen für die elektrochemische Nachweisvorrichtung, die von nicht-strömenden Elektrolyten Gebrauch machen und sich für den Einsatz im Rahmen der Erfindung eignen, sind in Journal of Electroanalytical Chemistry, Band 75 (1977), Seiten 45 255-277 beschrieben. According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the electrochemical detection device comprises an electrode device with a first and a second electrode, a device which causes an electrolyte to flow over the surface of the first electrode, and a connection between the first and second electrode and an outer circuit, which can be connected in series with the two electrodes and contains a voltage source and a current detection device. Alternative embodiments for the electrochemical detection device which make use of non-flowing electrolytes and are suitable for use in the context of the invention are described in Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 75 (1977), pages 45 255-277.

Die Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit umfasst bevorzugt eine Einrichtung, die bewirkt, The device for contacting gas and liquid preferably comprises a device which causes

dass das Inertgas die Flüssigkeit in Form von Blasen durchläuft oder über die Oberfläche einer dünnen Schicht der Flüssigkeit so strömt. that the inert gas passes through the liquid in the form of bubbles or flows over the surface of a thin layer of the liquid.

Die Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas und Elektrolyt umfasst zweckmässigerweise eine Elektrodenkammer, welche die Elektrodeneinrichtung enthält, und eine die Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit 55 mit der Elektrodenkammer verbindende Leitung, die so angeordnet ist, dass das Inertgas über die Oberfläche der ersten Elektrode gelenkt wird, nachdem es mit der Flüssigkeit in Berührung gebracht worden ist. The device for contacting gas and electrolyte expediently comprises an electrode chamber which contains the electrode device and a line which connects the device for contacting gas and liquid 55 to the electrode chamber and which is arranged such that the inert gas directs over the surface of the first electrode after it has been brought into contact with the liquid.

Die Elektrodeneinrichtung hat zweckmässigerweise die fio Form eines Spulenkörpers, auf welchem die beiden Elektroden, vorzugsweise in Form von Drähten, schraubenförmig gewickelt sind, so dass der Elektrolyt gleichzeitig beide Elektroden bestreichen kann. Die Elektroden sind vorzugsweise aus Edelmetall, beispielsweise Platin, gemacht. 65 Die Elektrolyt-Zufuhreinrichtung liefert vorzugsweise einen konstanten Elektrolytstrom über die Elektrodeneinrichtung und umfasst zweckmässigerweise einen Vorratsbehälter für den Elektrolyten, der über der Elektrodenkammer sitzt, so dass der The electrode device expediently has the fio shape of a coil former on which the two electrodes, preferably in the form of wires, are wound helically, so that the electrolyte can coat both electrodes at the same time. The electrodes are preferably made of noble metal, for example platinum. 65 The electrolyte feed device preferably supplies a constant electrolyte flow via the electrode device and expediently comprises a storage container for the electrolyte, which sits above the electrode chamber, so that the

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Elektrolyt unter dem Einfluss der Schwerkraft über den Spulenkörper, auf den die Elektroden gewickelt sind, fliessen kann. Electrolyte can flow under the influence of gravity over the coil body on which the electrodes are wound.

Wo die Vorrichtung dazu verwendet werden soll, eine quantitative Anzeige des elektroaktiven flüchtigen Stoffes zu liefern, weist der Vorratsbehälter vorzugsweise eine Nachfülleinrichtung zur Erzielung eines konstanten Elektrolytspiegels auf. Als weitere Möglichkeit kann der Elektrolyt mit Hilfe einer Pumpe, vorzugsweise einer peristaltischen oder ähnlichen Pumpe, zugeführt werden, die so eingerichtet ist, dass sie einen im wesentlichen konstanten Elektrolytstrom liefert. Where the device is to be used to provide a quantitative indication of the electroactive volatile substance, the storage container preferably has a refill device for achieving a constant electrolyte level. As a further possibility, the electrolyte can be supplied with the aid of a pump, preferably a peristaltic or similar pump, which is set up in such a way that it supplies an essentially constant electrolyte current.

Die Stromnachweisvorrichtung wird vorzugsweise als eine solche gewählt, die eine quantitative Anzeige der Änderung des Stromflusses im äusseren Kreis liefert, beispielsweise als ein über einen im Kreis angeordneten Widerstand gelegtes Potentiometer (Kompensationsmessgerät). The current detection device is preferably selected as one that provides a quantitative indication of the change in the current flow in the outer circuit, for example as a potentiometer (compensation measuring device) placed over a resistor arranged in the circuit.

Die Gasströmungseinrichtung kann ein Flügelrad (Impeller), welches dazu dient, das Gas durch die Vorrichtung zu pressen und/oder zu saugen oder eine unter inneren Überdruck gesetzte Quelle für das Inertgas umfassen, wobei beide Einrichtungen vorzugsweise so eingerichtet sind, dass sie den Inertgas-strom mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit liefern. The gas flow device can comprise an impeller, which serves to press and / or suck the gas through the device or comprise a source of the inert gas which is pressurized internally, both devices preferably being set up in such a way that they deliver electricity at a constant flow rate.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigt In the following preferred embodiments of the invention are described in connection with the attached drawing. On this shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge-mässen Vorrichtung, 1 is a schematic representation of a device according to the invention,

Fig. 2 im Querschnitt eine Alternativausführungsform der Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit zu der in Fig. 1 gezeigten, 2 shows in cross section an alternative embodiment of the device for contacting gas and liquid to that shown in FIG. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie X-X in Fig. 2, 3 shows a section along line X-X in FIG. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie Y-Y in Fig. 2, 4 shows a section along line Y-Y in FIG. 2,

Flg. 5 im Querschnitt eine Variante der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung zur Schaffung eines Kontaktes Gas/Flüssigkeit und Flg. 5 in cross section a variant of the device shown in FIG. 2 for creating a gas / liquid contact and

Flg. 6 im Querschnitt eine weitere Variante der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung zum Inberührungbringen von Gas und Flüssigkeit. Flg. 6 in cross section a further variant of the device for contacting gas and liquid shown in FIG. 2.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung enthält ein Gefäss 51 ein mit einem Magnetrührer 52 gerührtes erstes Reagens, während eine Bürette 53 eine Lösung eines zweiten Reagens enthält, welches sich mit dem ersten Reagens umsetzen und einen freien elektroaktiven flüchtigen Stoff nach Überschreiten des Äquvalenzpunktes im Überschuss erzeugen kann. Eine Einrichtung zur Schaffung eines Kontaktes Gas/Flüssigkeit umfasst einen Gaseinlass 54 und einen Mantel 64, wobei der Gaseinlass 54 an eine unter inneren Überdruck gesetzte Inertgasquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist, so dass ein Einführen von Gas in die Lösung des ersten Reagens innerhalb des Mantels 64 möglich ist. Eine Leitung 55 bildet einen Durchlass für das Gas von dem Mantel 64 zu einer eine Elektrodeneinrichtung 66 enthaltenden Elektrodenkammer 65. Die Elektrodeneinrichtung 66 besteht aus einem Spulenkörper 56 aus nichtleitendem Material, welcher zwei wendeiförmig gewickelte Platinelektroden 57 und 58 trägt. Die Elektroden sind an Klemmen mit einer Spannungsquelle 61 und einer Strommessvorrichtung 62 elektrisch in Reihe geschaltet. Durch einen Einlass 63 kann ein flüssiger Elektrolyt aus einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) auf die Elektroden 57 und 58 gelangen. In the device shown in FIG. 1, a vessel 51 contains a first reagent stirred with a magnetic stirrer 52, while a burette 53 contains a solution of a second reagent which reacts with the first reagent and a free electroactive volatile substance after the equivalence point has been exceeded in the Can generate excess. A gas / liquid contacting device includes a gas inlet 54 and a jacket 64, the gas inlet 54 being connected to an pressurized inert gas source (not shown) such that gas is introduced into the solution of the first reagent within the Mantels 64 is possible. A line 55 forms a passage for the gas from the jacket 64 to an electrode chamber 65 containing an electrode device 66. The electrode device 66 consists of a coil former 56 made of non-conductive material, which carries two helically wound platinum electrodes 57 and 58. The electrodes are electrically connected in series at terminals with a voltage source 61 and a current measuring device 62. A liquid electrolyte from a storage container (not shown) can reach the electrodes 57 and 58 through an inlet 63.

Beim Anwenden der Vorrichtung wird die in dem Gefäss 51 befindliche Lösung, beispielsweise eine angesäuerte Lösung eines aromatischen primären Amins, gerührt, während Reagenslösung, beispielsweise Natriumnitritlösung, aus der Bürette 53 zugegeben wird. Das Inertgas wird mit Hilfe des Gaseinlasses 54 mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit in Gasblasen durch die im Gefäss 51 befindliche Lösung geleitet, verlässt den Mantel 64 durch die Leitung 55 und gelangt so in Berührung mit dem flüssigen Elektrolyten, beispielsweise einer 0,5%igen wäss-rigen Kaliumiodidlösung, die mit einer niedrigen konstanten Geschwindigkeit, beispielsweise von 0,5 ml pro Minute, über die Elektroden fliesst. Zwischen den Elektroden wird eine Spannung von 600 mV angelegt. Wenn der im Gefäss 51 befindliche Lösung ausreichend Reagens zur Bildung von freiem flüchtigen Stoff zugegeben worden ist, wird letzterer im Strom 5 des Inertgases mitgenommen und dann mit dem über die Elektroden fliessenden Elektrolytfilm in Berührung gebracht. Die sich daraus ergebende Änderung des im elektrischen Kreis fliessenden Stromes wird dann an der Strommessvorrichtung 62 aufgezeichnet, was eine schnelle Anzeige des Endpunkts der Di-ìoazotierungsreaktion ergibt. When using the device, the solution in the vessel 51, for example an acidified solution of an aromatic primary amine, is stirred while reagent solution, for example sodium nitrite solution, is added from the burette 53. The inert gas is passed through the solution in the vessel 51 at a constant flow rate in gas bubbles with the aid of the gas inlet 54, leaves the jacket 64 through the line 55 and thus comes into contact with the liquid electrolyte, for example a 0.5% aqueous solution Potassium iodide solution which flows over the electrodes at a low constant rate, for example of 0.5 ml per minute. A voltage of 600 mV is applied between the electrodes. When sufficient solution has been added to the solution in the vessel 51 to form free volatile substance, the latter is taken along in the stream 5 of the inert gas and then brought into contact with the electrolyte film flowing over the electrodes. The resulting change in the current flowing in the electrical circuit is then recorded on the current measuring device 62, which gives a quick indication of the end point of the di-iaootation reaction.

Beim Überwachen eines kontinuierlichen Herstellungsprozesses tritt an die Stelle der im Gefäss 51 befindlichen Lösung ein fliessender Strom eines Reaktionsgemisches, dessen Änderungen in der Zusammensetzung an der Strommessvorrichtung 15 beobachtet werden können. Unter diesen Gegebenheiten ist es jedoch zweckmässiger eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zur Schaffung eines Kontakts Gas/Flüssigkeit vorzusehen. Diese Ausführungsform kann ein Gefäss umfassen, durch welches die Flüssigkeit und das Gas im wesentlichen im Gegen-20 ström geleitet werden, um auf diese Weise einen Übergang von elektroaktivem flüchtigem Stoff von der Flüssigkeit auf das Gas zu bewirken. Zur Erzielung eines innigen Kontakts durchströmt die Flüssigkeit die Einrichtung zur Schaffung dieses Kontaktes vorzugsweise als dünner Film. Der Inertgasauslass der Einrich-25 tung zur Schaffung dieses Kontaktes ist vorzugsweise direkt mit der Elektrodenkammer verbunden, wo das Vorhandensein irgendeines elektroaktiven flüchtigen Stoffes im Inertgasstrom nachgewisen werden soll. When monitoring a continuous production process, the solution in the vessel 51 is replaced by a flowing stream of a reaction mixture, the changes in the composition of which can be observed on the current measuring device 15. Under these circumstances, however, it is more expedient to provide another embodiment of a device for creating a gas / liquid contact. This embodiment may include a vessel through which the liquid and gas are substantially countercurrently directed so as to cause electroactive volatiles to transition from the liquid to the gas. In order to achieve intimate contact, the liquid preferably flows through the device for creating this contact as a thin film. The inert gas outlet of the device for making this contact is preferably connected directly to the electrode chamber, where the presence of any electroactive volatile substance in the inert gas stream is to be detected.

Bevorzugte Ausführungsformen solcher Einrichtungen zur 30 Schaffung eines Kontaktes Gas/Flüssigkeit sind in den Fign. 2-6 gezeigt. Preferred embodiments of such devices for creating a gas / liquid contact are shown in FIGS. 2-6 shown.

Wie am besten in Fig. 2 zu sehen, ist ein vertikales zylindri-ges Gefäss 1 an seinem oberen Ende mit einem zylindrischen Block 2 abgeschlossen, der bei 3 axial durchbohrt und bei 4 mit 35 einem Innengewinde versehen ist. Ein Rohr 5, welches mit einer unter inneren Überdruck gesetzten Inertgasquelle (nicht gezeigt) verbunden ist und durch eine Klemmmanschette 6 gehalten wird, bildet einen Einlass für ein Inertgas, und eine radiale Bohrung 7 in dem Block 2 bildet einen Auslass für das Inertgas. 40 Der untere Teil des Blocks 2 hat einen verminderten Aus-sendurchmesser und bietet eine Oberfläche 8, die zusammen mit der Innenfläche des Gefässes 1 einen Kanal bildet, in welchen Flüssigkeit über eine Eintrittsöffnung 10 eingespeist werden kann. Die Eintrittsöffnung 10 umfasst einen vertikalen « Schlitz im Gefäss 1, der mit einer teilweise mit einem Gewinde versehenen Bohrung 11 in einem an der Seite des Gefässes 1 angebrachten Block 12 in Verbindung steht. Die Achse der Bohrung 11 verläuft parallel zu einer Tangente an den Aussen-umfang 8 des Blocks 2, wie besser in Fig. 3 zu sehen ist. Der 50 untere Teil des Blocks 2 verläuft konisch, wobei die Fläche 13 in einem Winkel zum axialen Gaseinlassrohr 5 liegt. As can best be seen in FIG. 2, a vertical cylindrical vessel 1 is closed at its upper end with a cylindrical block 2 which is axially pierced at 3 and provided with an internal thread at 4. A pipe 5, which is connected to an inert gas source (not shown) which is pressurized and is held by a clamping sleeve 6, forms an inlet for an inert gas, and a radial bore 7 in the block 2 forms an outlet for the inert gas. 40 The lower part of the block 2 has a reduced outer diameter and offers a surface 8 which, together with the inner surface of the vessel 1, forms a channel into which liquid can be fed via an inlet opening 10. The inlet opening 10 comprises a vertical slot in the vessel 1, which is connected to a partially threaded bore 11 in a block 12 attached to the side of the vessel 1. The axis of the bore 11 runs parallel to a tangent to the outer circumference 8 of the block 2, as can be seen better in FIG. 3. The lower part of the block 2 runs conically, the surface 13 being at an angle to the axial gas inlet pipe 5.

Das Gefäss 1 wird an seinem unteren Ende von einem Gestell 14 abgestützt, welches aus zwei ebenen Platten 15 und 16 gebildet ist, die so geschlitzt und zusammengesteckt sind, dass 55 sie sich gegenseitig in einer vertikalen Ebene abstützen und in einer horizontalen Ebene ein Kreuz bilden, wie besser in Fig. 4 zu sehen ist. Das Gestell 14 sitzt in einem Behälter 17, der mit einem Überlaufrohr 18 versehen ist. The vessel 1 is supported at its lower end by a frame 14 which is formed from two flat plates 15 and 16 which are slotted and put together so that they support one another in a vertical plane and form a cross in a horizontal plane , as can be seen better in FIG. 4. The frame 14 sits in a container 17 which is provided with an overflow pipe 18.

Bei der Verwendung der Vorrichtung wird ein flüchtiger 60 elektroaktiver Stoff in einem Flüssigkeitsstrom durch die Eintrittsöffnung 10 eingespeist und durchläuft den Kanal 9 im wesentlichen in Umfangsrichtung bezüglich der Innenfläche des oberen Endes des Gefässes 1 und der Aussenfläche 8 des Blocks 2. Auf diese Weise wird dem Flüssigkeitsstrom eine im wesentli-65 chen kreisförmige Bewegung mitgeteilt und dies führt zusammen mit der auf die Flüssigkeit wirkenden Schwerkraft zu einem im wesentlichen kontinuierlichen Flüssigkeitsfilm, der auf einen im wesentlichen wendeiförmigen Weg um die Innenfläche des When using the device, a volatile 60 electroactive substance is fed in a liquid flow through the inlet opening 10 and passes through the channel 9 substantially in the circumferential direction with respect to the inner surface of the upper end of the vessel 1 and the outer surface 8 of the block 2. In this way, the Liquid flow communicated a substantially circular movement and this, together with the gravity acting on the liquid, results in a substantially continuous film of liquid which is in a substantially helical path around the inner surface of the

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Gefässes 1 herum und diese hinunterfliesst. Dieser Film aus sich bewegegender Flüssigkeit läuft in den Behälter 17 und aus diesem über das Überlaufrohr 18 ab. Ein Wirbeln der Flüssigkeit im Behälter 17 wird durch das Gestell 14 verlangsamt. Der untere Teil des Gefässes 1 wird durch die im Behälter 17 befindliche Flüssigkeit abgeschlossen, d.h. gedichtet. Vessel 1 and this flows down. This film of moving liquid runs into and out of the container 17 via the overflow pipe 18. Swirling of the liquid in the container 17 is slowed down by the frame 14. The lower part of the vessel 1 is closed off by the liquid in the container 17, i.e. poetry.

Ein Inertgas wird in das Gefäss 1 durch das axiale Rohr 5 eingespeist, und der sich ergebende axiale Inertgasstrahl trifft auf die Oberfläche der im Behälter befindliche Flüssigkeit und läuft danach im wesentlichen im Gegenstrom zu der nach unten strömenden Flüssigkeit im Gefäss 1 nach oben. Danach durchläuft das Inertgas den Auslass 7. An inert gas is fed into the vessel 1 through the axial tube 5, and the resulting axial inert gas jet strikes the surface of the liquid in the container and thereafter runs essentially upward in countercurrent to the downward flowing liquid in the vessel 1. The inert gas then passes through outlet 7.

Im Falle, dass das Inertgas die Neigung zeigt, Flüssigkeitströpfchen oder -spritzer zum Gasauslass 7 mitzuführen, wird der Hauptteil der mitgenommenen Flüssigkeit auf der Oberfläche 13 des Blocks 2 abgeschieden, von wo sie in den das Gefäss 1 nach unten fliessenden Flüssigkeitsstrom zurückläuft und von diesem aufgesammelt und weggeführt wird. In the event that the inert gas shows a tendency to carry liquid droplets or splashes to the gas outlet 7, the main part of the entrained liquid is deposited on the surface 13 of the block 2, from where it flows back into and from the liquid flow flowing down the vessel 1 is collected and carried away.

Die Eintrittsöffnung 10 für die Flüssigkeit liegt angrenzend an die Stelle, wo der Block 2 das Gefäss 1 abschliesst. Auf diese Weise wird durch die Eintrittsöffnung 10 eingespeiste Flüssigkeit daran gehindert, nach oben zu fliessen, und alle Oberflächen werden kontinuierlich von der Flüssigkeit gewaschen, so dass sich Feststoffe, die die Oberflächen verkrusten würden, nicht abscheiden. The inlet opening 10 for the liquid is adjacent to the point where the block 2 closes the vessel 1. In this way, liquid fed through the inlet opening 10 is prevented from flowing upward and all surfaces are continuously washed by the liquid, so that solids which would encrust the surfaces do not separate.

Es ist leicht einzusehen, dass die in den Fign. 2-4 gezeigte Einrichtung zur Schaffung eines Kontakts Gas/Flüssigkeit auf viele Weisen abgewandelt werden kann. Beispielsweise kann die als Schlitz in der Seitenwand des Gefässes 1 gezeigte Eintrittsöffnung 10 auch kreisförmig und einfach durch Bohren eines Lochs in das Gefäss 1 hergestellt sein. Ferner braucht die Oberfläche 13 des Blocks 2 nicht, wie gezeigt, eben und glatt zu sein, sondern kann, vorzugsweise konkav, gekrümmt und mit Nuten oder anderen Einsenkungen versehen sein, um ihre Fähigkeit zur Sammlung von eventuell im Inertgas mitgeführter Flüssigkeit zu verbessern. Es können auch andere Gestellformen verwendet werden, oder das Gestell kann weggelassen sein und stattdessen mit anderen Halteeinrichtungen für das Gefäss 1, beispielsweise einer Klemmvorrichtung, gearbeitet werden. It is easy to see that the figures in Figs. 2-4 shown device for creating a gas / liquid contact can be modified in many ways. For example, the inlet opening 10 shown as a slot in the side wall of the vessel 1 can also be made circular and simple by drilling a hole in the vessel 1. Furthermore, the surface 13 of the block 2 need not be flat and smooth, as shown, but may be preferably concave, curved and provided with grooves or other depressions in order to improve its ability to collect any liquid carried in the inert gas. Other frame shapes can also be used, or the frame can be omitted and instead, other holding devices for the vessel 1, for example a clamping device, can be used.

Geeignete Strömungsgeschwindigkeiten für die Flüssigkeit und das Inertgas lassen sich durch ein einfaches Experiment bestimmen. Suitable flow rates for the liquid and the inert gas can be determined by a simple experiment.

Es hat sich gezeigt, dass bei einem Durchmesser des in den Fign. 2-4 gezeigten Gefässes 1 der Einrichtung zur Schaffung eines Kontaktes Gas/Flüssigkeit von ungefähr 6 cm der Flüssig-keitsstrom zweckmässigerweise ungefähr 25 1/min bei einem Inertgasstrom über die Flüssigkeit von ungefähr 2 1/min betragen kann. Diese Zahlen sollen lediglich als Anhalt dienen, und es ist ein weiter Bereich für die Strömungsgeschwindigkeiten sowohl der Flüssigkeit als auch des Inertgases möglich. It has been shown that with a diameter of the in FIGS. 2-4 shown vessel 1 of the device for creating a gas / liquid contact of approximately 6 cm, the liquid flow can expediently be approximately 25 1 / min with an inert gas flow over the liquid of approximately 2 1 / min. These numbers are only intended as a guide, and a wide range for the flow rates of both the liquid and the inert gas is possible.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Einrichtung zur Schaffung eines Kontaktes Gas/Flüssigkeit, die insbesondere für Fälle konstruiert ist, bei denen das Inertgas Luft ist, sind mit den in Fig. 1 gezeigten Teilen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Innenfläche des Gefässes 1 trägt ein Schraubgewinde mit rechteckigem Querschnitt, und die Buchse 2-hat einen Aus-sendurchmesser derart, dass ihre Aussenfläche 8 zusammen mit der mit einem Gewinde versehenen Innenseite des Gefässes 1 einen Kanal 9 mit rechteckigem Querschnitt bildet. Die Eintrittsöffnung 10 ist eine radiale durch das Gefäss 1 verlaufende Bohrung in den Kanal 9. Die durch die Eintrittsöffnung 10 zugeführte Flüssigkeit wird in einen Weg längs des Kanals 9 gezwungen und nimmt auf diese Weise eine wendeiförmige Bewegung auf der Innenwand des Gefässes 1 nach unten an, wobei das Gewinde als Führung dient und die Stetigkeit des Flüssigkeitsfilms gewährleistet. Das Unterende 19 des Gefässes 1 ist offen, und die Flüssigkeit fällt von dort in ein geeignetes Sam-melgefäss. In the device for creating a gas / liquid contact shown in FIG. 5, which is designed in particular for cases in which the inert gas is air, the same parts are provided with the same reference numerals with the parts shown in FIG. 1. The inner surface of the vessel 1 has a screw thread with a rectangular cross-section, and the socket 2 has an outer diameter such that its outer surface 8, together with the threaded inside of the vessel 1, forms a channel 9 with a rectangular cross-section. The inlet opening 10 is a radial bore through the vessel 1 into the channel 9. The liquid supplied through the inlet opening 10 is forced into a path along the channel 9 and in this way assumes a helical movement downwards on the inner wall of the vessel 1 , the thread serving as a guide and ensuring the continuity of the liquid film. The lower end 19 of the vessel 1 is open and the liquid falls from there into a suitable collecting vessel.

Anstelle des in Fig. 2 gezeigten Gaseinlassrohres 5 verwendet die in Fig. 5 gezeigte Einrichtung zur Schaffung eines Kontakts Gas/Flüssigkeit einen Impeller 20, mit welchem Luft durch das offene Ende 19 des Gefässes 1 und hinaus durch den s Gasauslass 7 gezogen wird, wobei der Impeller dem Luftstrom im Gefäss 1 eine Wirbelbewegung verleiht und bewirkt, dass er im wesentlichen im Gegenstrom zu der auf der Innenwand des Gefässes 1 herabsteigenden Flüssigkeit verläuft. Instead of the gas inlet pipe 5 shown in FIG. 2, the device for creating a gas / liquid contact shown in FIG. 5 uses an impeller 20, with which air is drawn through the open end 19 of the vessel 1 and out through the gas outlet 7, whereby the impeller gives the air flow in the vessel 1 a swirling motion and causes it to run essentially in countercurrent to the liquid descending on the inner wall of the vessel 1.

Fig. 6 zeigt eine Einrichtung zur Schaffung eines Kontakts io Gas/Flüssigkeit, ebenfalls insbesondere zur Verwendung bei Luft als Inertgas, bei welcher bewirkt wird, dass die den elektroaktiven flüchtigen Stoff enthaltende Flüssigkeit an der Aussenfläche eines zylindrischen Teils, der koaxial mit dem Gefäss 1 befestigt ist, hinunterfliesst. Mit den in den Fign. 2 und 3 gezeig-15 ten Teilen gleiche Teile sind wiederum mit gleichen Bezugsziffern versehen. Bei dieser Ausführungsform trägt ein zylindrisches Teil 21, das nicht, wie gezeigt, massiv zu sein braucht, sondern auch eine Hohlstange bzw. ein Rohr sein könnte, an seiner Aussenseite ein Gewinde 22 mit rechteckigem Quer-20 schnitt und ist mit dem Gefäss 1 koaxial angebracht. Eine Muffe 23 ist auf das obere Ende des Teils 21 so aufgepasst, dass sie das obere Ende des Gewindes 22 abdeckt und einen Kanal 9 mit rechteckigem Querschnitt erzeugt, in welchen Flüssigkeit über eine axiale Bohrung 24 und eine radiale Bohrung 25 im zylindri-25 sehen Teil 21 eingespeist wird. Die auf diese Weise in den Kanal 9 eingespeiste Flüssigkeit wird zu einer Strömung längs des Gewindes 22 gebracht und strömt solange, bis sie das untere Ende des Teils 21 erreicht, von wo sie frei in ein Sammelgefäss fällt. Mit Hilfe eines Ventilators, der entweder im Gasauslassrohr 7 30 des Gefässes 1 oder im Gasauslassrohr der Elektrodenkammer, an welche die Einrichtung zur Schaffung eines Kontakts Gas/ Flüssigkeit angeschlossen ist, angeordnet ist, kann Luft in das Gefäss 1 gezogen werden. 6 shows a device for creating a gas / liquid contact, also in particular for use in air as an inert gas, in which the liquid containing the electroactive volatile substance is caused on the outer surface of a cylindrical part which is coaxial with the vessel 1 attached, flows down. With the in Figs. 2 and 3 shown parts identical parts are again provided with the same reference numerals. In this embodiment, a cylindrical part 21, which does not need to be solid, as shown, but could also be a hollow rod or a tube, carries a thread 22 with a rectangular cross-section 20 on the outside and is coaxial with the vessel 1 appropriate. A sleeve 23 is fitted onto the upper end of the part 21 in such a way that it covers the upper end of the thread 22 and creates a channel 9 with a rectangular cross section, in which liquid can be seen through an axial bore 24 and a radial bore 25 in the cylinder 25 Part 21 is fed. The liquid fed into the channel 9 in this way is brought to flow along the thread 22 and flows until it reaches the lower end of the part 21, from where it falls freely into a collecting vessel. With the help of a fan, which is arranged either in the gas outlet pipe 7 30 of the vessel 1 or in the gas outlet pipe of the electrode chamber to which the device for creating a gas / liquid contact is connected, air can be drawn into the vessel 1.

Falls gewünscht, kann der Gasauslass 7 so angeordnet sein, 35 dass er sich durch die Oberseite der Einrichtung zur Schaffung eines Kontakts Gas/Flüssigkeit erstreckt, und das Gefäss 1 kann drehbar und innen mit Leitblechen versehen sein, die als Impeller wirken und Luft durch das Gefäss 1 treiben oder, alternativ, saugen. Auf diese Weise kann der Luft eine Wirbelbewegung 40 verliehen werden, die das Ausmass der durch das Gefäss bewirkten gegenseitigen Berührung erhöht. If desired, the gas outlet 7 may be arranged to extend through the top of the gas / liquid contacting device, and the vessel 1 may be rotatable and internally provided with baffles which act as impellers and air through the Drive vessel 1 or, alternatively, suck. In this way, the air can be given a vortex movement 40 which increases the extent of the mutual contact caused by the vessel.

Es versteht sich, dass die Merkmale der Einrichtungen zur Schaffung eines Kontaktes Gas/Flüssigkeit der Fign. 5 und 6 kombiniert werden können, so dass Flüssigkeit die Innenwand 45 des Gefässes 1 und die Aussenwand des zylindrischen Teils 21 nach unten fliesst. It is understood that the features of the gas / liquid contact means of Figs. 5 and 6 can be combined so that liquid flows down the inner wall 45 of the vessel 1 and the outer wall of the cylindrical part 21.

Die in den Fign. 5 und 6 gezeigten Einrichtungen zur Schaffung eines Kontakts Gas/Flüssigkeit sind insbesondere in solchen Fällen nutzvoll, wo der Flüssigkeitsstrom niedrig ist, bei-50 spielsweise weniger als 11/min beträgt. The in Figs. 5 and 6 gas / liquid contacting devices are particularly useful in cases where the liquid flow is low, for example less than 11 / min.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Wirkungsweise der oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung beim Nachweis von flüchtigen elektroaktiven Stoffen, die während verschiedener chemischer Reaktionen erzeugt 55 werden. The following examples illustrate the operation of the device described above with reference to FIG. 1 in the detection of volatile electroactive substances generated 55 during various chemical reactions.

Beispiel 1 example 1

Herstellung von N-Cyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamid. Preparation of N-cyclohexylbenzthiazyl-2-sulfenamide.

(a) Vorrichtung und Bedingungen 60 Eine EMK wird von der Spannungsquelle 61 her angelegt und der Spulenkörper 56 für die Elektroden 57 und 58 wird mit einem Elektrolyten berieselt, der eine 0,8-molare wässrige Lösung von Bromwasserstoff bei einer Geschwindigkeit von 0,5 ml/min ist. Die Strommessvorrichtung umfasst einen in den 65 elektrischen Kreis geschalteten Widerstand, über dem ein Registrierpotentiometer angeschlossen ist. Jede Änderung des in dem Kreis fliessenden Stromes als Folge einer Absorption von elektroaktiven Stoff durch den Elektrolyten wird als Änderung (a) Device and Conditions 60 An EMF is applied from the voltage source 61 and the bobbin 56 for the electrodes 57 and 58 is sprinkled with an electrolyte which is a 0.8 molar aqueous solution of hydrogen bromide at a rate of 0.5 ml / min. The current measuring device comprises a resistor connected into the electrical circuit, via which a registration potentiometer is connected. Any change in the current flowing in the circuit as a result of absorption of electroactive material by the electrolyte is considered a change

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der Potentialdifferenz über dem Widerstand nachgewiesen. Während der Reaktion wird durch den Gaseinlass 54 Luft mit einer Geschwindigkeit von 1,5 1/min zugeführt, so dass sie den flüchtigen Stoff, der in dem im Gefäss befindlichen Reaktionsmedium enthalten ist, über die Leitung 55 in die Elektrodenkammer 65 führt. the potential difference across the resistance is demonstrated. During the reaction, air is supplied through the gas inlet 54 at a speed of 1.5 l / min, so that it leads the volatile substance, which is contained in the reaction medium in the vessel, via line 55 into the electrode chamber 65.

(b) Reaktion (b) reaction

175 ml einer 10%igen wässrigen Lösung von Natriummer-captobenzthiazol und 25 ml Cyclohexylamin (100%) werden im Gefäss 51 und eine wässrige Lösung von Natriumhypochlorit (14% verfügbares Chlor) wird in der Bürette 53 angeordnet. Das Niveau des Gaseinlasses 54 und des Mantels 64 werden so eingestellt, dass sie unter die Oberfläche der im Gefäss 51 befindlichen Reaktionsteilnehmer reichen. Der Rührer 52 wird in Betrieb genommen und die Natriumhypochloridlösung langsam aus der Bürette 53 in das Gefäss 51 zugesetzt. In Abständen werden Ablesungen der Menge des zugesetzten Natriumhypochlorits gegen die Potentialdifferenz am Schreibpotentiometer vorgenommen und die Ergebnisse in einem Diagramm aufgetragen. 175 ml of a 10% aqueous solution of sodium mercapobenzothiazole and 25 ml of cyclohexylamine (100%) are placed in the vessel 51 and an aqueous solution of sodium hypochlorite (14% available chlorine) is placed in the burette 53. The level of the gas inlet 54 and the jacket 64 are adjusted so that they reach below the surface of the reactants located in the vessel 51. The stirrer 52 is started up and the sodium hypochlorite solution is slowly added from the burette 53 into the vessel 51. At intervals, readings of the amount of sodium hypochlorite added against the potential difference are made on the writing potentiometer and the results are plotted on a diagram.

Anfänglich zeigt sich beim Zusetzen des Natriumhypochlorits in Gefäss 1 keine Änderung der Potentialdifferenz, plötzlich jedoch beginnt die Potentialdifferenz mit einer Geschwindigkeit zu steigen, die der Menge an überschüssigem Natriumhypochlorit, d.h. dem Natriumhypochlorit, das nach dem Punkt zugesetzt wurde, an dem die Potentialdifferenz zu steigen begann, proportional ist. Initially there is no change in the potential difference when the sodium hypochlorite is added to vessel 1, but suddenly the potential difference begins to increase at a rate which corresponds to the amount of excess sodium hypochlorite, i.e. is proportional to the sodium hypochlorite added after the point where the potential difference began to increase.

Man nimmt an, dass die Änderung der Potentialdifferenz von der Bildung von N-Chlorcyclohexylamin herrührt, das durch die Reaktion zwischen Natriumhypochlorit und dem überschüssigem Cyclohexylamin, wenn das gesamte Natrium-mercaptobenzthiazol aufgebraucht ist, gebildet wird. Das N-Chlorcyclohexylamin, das flüchtig ist, wird aus dem Gefäss 1 entfernt und durch den Elektrolyten in der Elektrodenkammer absorbiert. Da es elektroaktiv ist, führt es zu einem erhöhten Stromfluss im elektrischen Kreis. The change in potential difference is believed to result from the formation of N-chlorocyclohexylamine, which is formed by the reaction between sodium hypochlorite and the excess cyclohexylamine when all of the sodium mercaptobenzothiazole is used up. The volatile N-chlorocyclohexylamine is removed from the vessel 1 and absorbed by the electrolyte in the electrode chamber. Since it is electroactive, it leads to an increased current flow in the electrical circuit.

Die gemessene Potentialdifferenz ist der Menge des nachgewiesenen N-Chlorcyclohexylamins direkt proportional und 5 damit der Menge an überschüssigem Natriumhypochlorit. Das Verfahren ergbit daher nicht nur einen Endpunkt für die Reaktion, d.h. den Punkt, an dem die Potentialdifferenz zu steigen beginnt, sondern nach Eichung auch eine Messung des überschüssigen Natriumhypochlorits, welche in einem kontinu-io ierlichen Prozess zur Änderung des Stromes der Reaktionsteilnehmer verwendet werden kann, so dass man eine ausbalancierte Reaktion erhält. The measured potential difference is directly proportional to the amount of N-chlorocyclohexylamine detected and 5 to the amount of excess sodium hypochlorite. The method therefore does not have only one end point for the reaction, i.e. the point at which the potential difference begins to increase, but after calibration also a measurement of the excess sodium hypochlorite, which can be used in a continuous process for changing the current of the reactants, so that a balanced reaction is obtained.

Beispiel 2 Example 2

15 Diazotierung von Anilin 15 Diazotization of aniline

(a) Vorrichtung und Bedingungen. (a) Device and conditions.

Diese entsprechen denjenigen in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass der Elektrolyt eine 0,5 %ige (Gewicht/Gewicht) wässrige Lösung von Kaliumiodid ist. These correspond to those in Example 1 with the exception that the electrolyte is a 0.5% (w / w) aqueous solution of potassium iodide.

20 (b) Reaktion 20 (b) reaction

Eine Lösung aus 9 g Anilin in 450 ml 2-molarer Salzsäure wird im Gefäss 51 und eine 30%ige (Gewicht/Gewicht) Lösung von Natriumnitrit wird in der Bürette 53 angeordnet. Die Natriumnitritlösung wird langsam in das Gefäss 51 mit einer sol-25 chen Geschwindigkeit zugegeben, dass eine kleine konstante Potentialdifferenz auf dem Schreibpotentiometer angezeigt wird, und die Zugabe wird fortgesetzt, bis die Potentialdifferenz plötzlich zu steigen beginnt. Der Punkt an dem der plötzliche Anstieg der Potentialdifferenz stattfindet, entspricht dem End-30 punkt der Diazotierung, wie er unter Verwendung eines Stan-dard-Iodstärkepapiers gemessen wird. Der Endpunkt lässt sich über eine Anzahl von Experimenten hinweg reproduzieren, und die Zunahme der gemessenen Potentialdifferenz ist dem überschüssigen Natriumnitrit, ausgehend von dem bis zu dem Punkt 35 zugeführten, an welchem die Potentialdifferenz zu steigen beginnt, proportional. A solution of 9 g of aniline in 450 ml of 2 molar hydrochloric acid is placed in the vessel 51 and a 30% (weight / weight) solution of sodium nitrite is placed in the burette 53. The sodium nitrite solution is slowly added to the vessel 51 at a rate such that a small constant potential difference is displayed on the writing potentiometer, and the addition continues until the potential difference suddenly begins to increase. The point at which the sudden increase in the potential difference occurs corresponds to the end point of the diazotization as measured using a standard iodine starch paper. The endpoint can be reproduced over a number of experiments and the increase in the measured potential difference is proportional to the excess sodium nitrite from that supplied to point 35 where the potential difference begins to increase.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

CH249477A 1976-02-27 1977-02-28 Method and appliance for detecting the presence of an electroactive volatile material CH625885A5 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB780876A GB1558066A (en) 1976-02-27 1976-02-27 Method of analysis and apparatus therefor
GB951276 1976-03-10

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CH625885A5 true CH625885A5 (en) 1981-10-15

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