CS215919B1 - Způsob zhotovení podstatné části kapiláry, zejména pro polarografii - Google Patents

Abstract

Předložený vynález se týká oblasti elektroohemie, zejména polarografioké instrumentace. Popisuje způsob zhotovení podstatné části polarografioké kapiláry, u níž je vnitřní průběžný otvor ▼ dolní části rozšířen do tvaru dutiny kónicky se zužující směrem k ústí. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při němž se výchozí kapilára, připojené k zásobníku stlačeného inertního plynu o přetlaku mezi 1 kPa až 0,6 MPa na každýoh 100 mm délky kapiláry,. rozfoukne do tvaru bubliny tak, že maximální vnitřní průměr rozfouknutí nepřesáhne 6 mm a bublina se pak kónicky vytáhne a ve zvoleném místě přelomí. Vynález lze využít při zhotovení kapiláry pro elektrochemická, zejména však pro polarografioké měření. Lze ho využít zejména v oblasti elektroohemie, elektroanalytiokýoh metod, bioelektrochemie, mezifázových měření, apod.

Description

Vynález se týká způsobu zhotovování podstatné části kapiláry, vhodná zejména pro po— larografické účely. Přesněji řečeno, vynález se týká způsobu rozěiřování části souosého průběžného otvoru v tělese kapiláry do tvaru hruěkovité dutiny.

V posledníoh letech lze pozorovat neustále rostoucí zájem o přesná elektrochemické měření, mimo jiné o měření polarografická, jako jsou měření závislosti elektrický proud - elektrioký potenciál, elektrický proud - čas, elektrický potenciál - čas a jiné. Klasiokým polarografiokým čidlem je rtuťová kapková elektroda, jejíž podstatou je kapilára, se které vytéká po kapkách rtuť. Vývoji reprodukovatelně a dlouhodobě fungujících kapilár byla zvláště v posledníoh letech věnována pozornost - viz např. práci I. Smolera (J. Eleotroanal. Chem. 51/1974/452) pojednávající o válcová skleněné, na spodním konci kónicky zúžené kapiláře. Způsob, jakým byly tyto kapiláry zhotovovány, spočíval v zahřátí skleně né kapiláry ve zvoleném místě s použitím plamene na teplotu měknutí skla, načež se vytažením docílilo zúžení a jeho přeříznutí vedlo ke konečnému tvaru kapiláry, zúžené v oblasti ústí. Jak však ukazují některé publikaoe (např. W.D.Cooke a spol.: Anal.Chem. 33/1961/ /1209), nevede tento postup vždy k vytvoření kónického tvaru průběžného otvoru kapiláry v těsné blízkosti ústí, popř. vzniká jeho použitím kóničnost nedostatečná. To má za následek zvýšení možnosti poruch, jak-, jsou nepravidelnosti v době tvorby kapky, vnikání roztoku do vnitřního prostoru kapiláry apod.

Jiný pokus o vytvoření dokonalejší kapiláry než je kapilára válcová popsal C.Barker (Anal.Chim.Aota 18/1958/118), který vyfukoval s použitím vzduchu ústí kapiláry do tvaru kuličky. Kapilára však nenalezla širší uplatnění především proto, že byl otvor v oblasti ústí otavený a průběžný otvor v těsné blrú.osti ústí byl válcovitý. Kapilára vykazuje rovněž výše zmíněné poruchy, i když v porovnání s kapilárou váloovou může krátkodobě vykazovat menší rušivé elektrioké šumové proudy.

Jeden z nejnovějších typů představuje kapilára podle L.Hovotného a spol. (čs. autorské osvědčení č. 185 982). Aby se s jejím použitím vytvářely dostatečně stáhlin-f a reprodukovat el né kapky, je třeba při zhotovení dodržet takový postup, který vede k požadovanému hruškovitému tvaru, splňujícímu potřebné geometrické poměry. Doposud byl v souvislosti s tímto typem kapiláry popsán způsob zhotovení, spočívající v umístění zahřáté výchozí cylindrické kapiláry do předem připravené formy, v níž je provedeno vyfouknutí do konečného tvaru. Tento způsob je možno s úspěchem použít především pro kapiláry, u nichž je spodní hruškovité rozšíření široké (např. 5mm) a tenkostěnné. Při zhotovování silnostěnnýoh a málo rozěířenýoh kapilár, u kterých činí nejširší hodnota vnitřního průměru např. 0,3 až 0,5 mm dochází často k tvorbě rozšířených dutin, které z hlediska funkoe obvykle nesplňují potřebné geometrické poměry. Tak např. je pro použití kapiláry pro polarogxafioké účely zpravidla třeba, aby byla směrem k ústí se svažujíoí část rozšíření větší než 0,7-násobek celkové délky rozšířené bubliny.

Existují rovněž případy, kdy dochází k pozvolnému ohemiokému rozpouštění nečistot na vnějším povrchu kapiláry, které zde ulpšly v důsledku styku zahřáté kapiláry s formou. Dochází tak k nežádoucímu znečišťování měřeného roztoku.

Ukázalo se proto jako účelné a výhodné, aby byl vytvořen způsob zhotovování uvedeného

215 919 typu kapiláry, který by neměl výše zmíněné nedostatky. Byl hledán postup, který hy byl použitelný při zhotovování kapilár o nejrůzněJšíoh parametreoh.

Jde o to, aby postup zaručoval maximální účinnost oo do kvality funkoe vyrobenýoh kapilár, ten. aby saruSoval minimální zmetkovitost. Současně je z výrobního hlediska žádoucí, aby šlo o řadu. jednoduchýoh operací, které lze popř. strojovš uryohllt.

Uvedený oíl je splněn spůsobom zhotovení podle tohoto vynálezu týkajícího se zhotovení podstatné ěásti kapiláry zejména pro polarografii, která má tvar alespoň zčásti zaoblené dutiny, jejíž směrem k ústí se zužujíoí část je β výhodou tvořena několika, např, dvěma kónusy o různýoh kóniěnosteoh, přičemž je dutina vytvořena rozfukováním výchozí kapiláry a náeledujíoím tažením vzniklé bubliny. Podstatou vynálezu je praoovní postup, u něhož se při rozfukování nachází výohozí kapilára mimo formu a je jedním koncem připojena k zásobníku stlačeného plynu, ohemioky netečného vůči materiálu kapiláry, přičemž je přetlak plynu vůči okolí - v závislosti na déloe připojené kapiláry - v rozmezí 1 kPa až 0,6 MPa na každýoh 100 mm délky kapiláry a kde dále vnitřní průměr rozfouknuté části kapiláry nepřesahuje 6 mm, následujíoí kónické vytažení bubliny je provedeno na úseku 1 mm až 100 mm a konečného tvaru se dooiluje přelomením kapiláry ve zvoleném místě kóniokého úseku.

Postupem podle vynálezu je možno zhotovovat poměrně ryohls a jednoduše jak kapiláry tenkostěnné s širooe rozšířeným průběžným otvorem, např, o vnitřním průměru 5 mm v nejširším místě, tak kapiláry silnostěnné s malými vnitřními průměry. Je tedy možno zhotovovat kapiláry s různými parametry a tak mít možnost podle potřeby disponovat např. s kapkovými rtuťovými elektrodami, které mají velmi roedílné doby kapání (např, 1 až 100 s) a různé průtokové ryohlostí,

Praoovní postup podle tohoto vynálezu dále umožňuje zhotovení kapiláry bez nebezpečí jejího povrohového znečištění jakožto důsledku prováděnýoh operací, čímž se tento postup podstatně odlišuje od zhotovení kapiláry a použitím formy.

Podstatná je rovněž skutečnost, že lze při dodržení popsaného postupu minimalizovat zmetkovitost kapilár, nebo? je možno vytváření požadovaného tvaru a geometriokýoh parametrů průběžně ovlivňovat, např, změnou intenzity zahříváni, změnou místa ohřevu a podobně, oož je v případě použiti vyfukování do forem obtížné* U forem je nutno počítat s jejioh značnou tepelnou kapaoitou, která je příčinou jednak nebezpečí vzniku polotovarů o nestejnoměrné síle stěny, jednak prodlužuje dobu trvání oelé operaoe. Kromě toho ae v praxi ukazuje, že praoovní postup podle tohoto vynálezu lze do značné míry mechanizovat např, použitím vhodně upraveného soustruhu, vybaveného sklářským kahanem.

Omezení ve velikosti používaného přetlaku ohemioky netečného plynu, které je v předmětu vynálezu uvedeno, je způsobeno vysokým nebezpečím tvorby povrohovýoh trhlin při vysokých přetlaoíoh, obeoně vyžžíoh než asi 0,6 MPa/100 mm délky a naopak nebezpečím zatavení (uzavření průohodnoetl) kapiláry při přetlaku pod aei 0,001 MPa/100 mm, Přetlak 0,6 MPa/ /100 mm je však vhodný pouze ojediněle, obvykle se pracuje při přetlaoíoh řádově setin MPa. Omezení v déloe rozfouknutí váloové kapiláry v rozmezí 1 až 100 mm je při běžně používanýoh délkáoh kapilár důsledek kompromisu mezi malým hydrodynamiokým a elektrlokým odporem Výsledné kapiláry na jedné straně - v případě dlouhýoh rozšíření - a vyšší reprodukovatei215 919 noati kapky na straně druhé - při krátkých rozšířeních. Délky rozšíření kratší než asi 1 mm vedou však ke zhoršení reprodukovatelnoeti funkoe kapiláry.

Va obrázoíoh 1 až 5 je ilustrován postup podle vynálezu, který bude detailně popsán v následujícím příkladu.

Příklad.

Váloovitá skleněná kapilára 1. (obr. 1) se skla SIMAX vnitřního průměru 0,05 mm, vnějšího průměru 5 mm a délky 200 mm se jedním konoem připojí k zásobníku 2 stlačeného dusíku, jehož přetlak je vůči okolí 0,03 MPa, načež se na úseku délky asi 35 mm vyfoukne za podélné rotaoe (která se děje např. střídavě doprava a doleva) a při zahřívání v plameni laboratorního plynového kahanu podélná bublina tak, že je její spodní koneo vzdálen asi 20 mm od ústí válcové kapiláry. Bublina je pak po zaručení přetlaku přiváděného plynu za pokraČujícího postupného nahřívání a rotace počínaje dolním,konoem, na úseku asi 2/3 své celkové délky kónicky zúžena (obr. 2 a 3), takže alespoň její část získá žádoueí hruškovitý tvar. Poté je kapilára na krátkém úseku (např. 15 mm) kónické části zahřáta do plastického stavu (obr. 4) za použití nepatrné síly vytažena (obr. 5) a ve zvoleném místě 1 - 1 uříznuta. Poněkud horší funkční vlastnos t, má kapilára vytvořená postupem podle obr. 1 až 3 a následujícím uříznutím ve zvoleném místě 2 - 2. .

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob zhotovení podstatné části kapiláry zejména pro polarografii, která má tvar alespoň zčásti zaoblené dutiny, jejíž směrem k ústí se zužující část je s výhodou tvořena několika, např. dvěma, kónusy o různýoh kóničnoateoh, přičemž je dutina vytvořena rozfukováním výohozí kapiláry a následujícím tažením vzniklé bubliny, vyznačujíoí se tím, že se při rozfukování nachází výchozí kapilára mimo formu a je jedním konoem připojena k zásobníku stlačeného plynu, chemicky netečného vůči materiálů kapiláry, přičemž je přetlak plynu vůči okolí, v závislosti na déloe připojené kapiláry, v rozmezí 1 kPa až 0,6 MPa na každých 100 mm délky kapiláry, a kde dále vnitřní průměr rozfouknutí části kapiláry nepřesahuje 6 mm, následujíoí kónieké vytažení bubliny je provedeno na úseku 1 až 1000 mm a konečného tvaru se dociluje přelomením kapiláry ve zvoleném místě kónického úseku.

   1 výkres