DD248795A1 - Wasserstoffionensensitives glas auf der basis eines na tief 2 o-mgo-sio tief 2-glases - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein wasserstoffionensensitives Glas auf der Basis eines Na2O-MgO-SiO2-Glases, das bei der Herstellung von Glaselektroden, mechanisch stabilen Glaselektroden und elektrochemischen Sensoren Anwendung finden kann. Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand bei der Herstellung von konventionellen Glaselektroden zu senken und deren Gebrauchswert zu erhoehen, sowie Glaeser fuer mechanisch stabile Glaselektroden und andersartige elektrochemische Sensoren bereitzustellen. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein wasserstoffionensensitives Glas zu schaffen, das sich durch einen geringen Elektrodenwiderstand und eine hohe chemische Bestaendigkeit auszeichnet, dessen linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient im Bereich von 8510 7K 1 bis 12510 7K 1 liegt und das gute glastechnische Verarbeitungseigenschaften besitzt. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das wasserstoffionensensitive Glas eine chemische Zusammensetzung aufweist, die im Bereich von 13,0 bis 24,0 Mol-% Na2O, 2,4 bis 17 Mol-% MgO, 0,001 bis 6,0 Mol-% UO3 und 64 bis 78 Mol-% SiO2 liegt. Das Molverhaeltnis SiO2 zu (Na2OMgO) ist dabei groesser gleich 2,2.
Description
Die Erfindung betrifft ein wasserstoffionensensitives Glas auf der Basis eines Na2O-MgO-Si(VGIaSeS, das als wasserstoffionensensitive Membran für Glaselektroden unterschiedlicher Ausführungsformen, als wasserstoffionensensitive Schicht für mechanisch stabile Glaselektroden und bei wasserstoffionensensitiven Bauteilen für elektrochemische Sensoren verschiedener Art Anwendung finden kann.
Zum Messen von pH-Werten haben sich die Messungen mit der Glaselektrode als eine zuverlässige und störungsunempfindliche Methode bewährt. Grundlage dazu sind wasserstoffionensensitive Gläser, die in einem weiteren pH-Bereich eine den theoretischen Forderungen entsprechende Abhängigkeit ihres Membran- bzw. Meßkettenpotentials von der Wasserstoffionenaktivität bzw. der Wasserstoffkonzentration zeigen. Bekannt sind wasserstoffionensensitive Gläser, die den Glassystemen Li2O-CaO-SiO2, Li2O-MgO-SiO2, Li2O-BaO-SiO2, Li2O-BaO-La2O3-SiO2, Li2O-Cs2O-La2O3-SiO2 uncNa20-CaO-Si02 zuzuordnen sind.
Es wurde versucht, sowohl die Elektrodeneigenschaften als auch die glastechnischen Eigenschaften dieser Glassysteme durch mannigfaltige Zusätze unterschiedlicher Oxidkomponenten und Oxidkombinationen zu verbessern, wobei Oxide wie z. B. Rb2O, B2O3, AI2O3, Ga2O3, GeO2, SnO2, PbO, Sb2O3, ZnO, Y2O3, TiO2, ZrO2V2O5, Nb2O3, Ta2O5, Cr2O3, MoO3, WO3, MnO, Mn2O3, MnO2, Fe2O3,
CeO2, Pr2O3, Nd2O3 und UO2 in unterschiedlichen Mengen den Glasgemischen zugesetzt wurden.
Aus dem System Na2O-MgO-SiO2 sind Gläser derZusammensetzüng 27,83-31,3 Ma.-% Na20,5,2-11 Ma.-% MgO, 59-64,69 Ma.-% SiO2 (Passynsky, A. H.; Zavodskaja Laboratorija 8,869 [1939]) bzw. 25,5Ma.-% Na20,10 Ma.-% MgO, 64,5Ma.-% SiO2 (Mac Innes,
D. A. und Dole, M.; J.Am. Chem. Soc. 52,29 [1930]) bekannt.
Diese Gläser weisen unbefriedigende Elektrodenfunktionen mit relativ großen Alkalifehlern, schlechte Beständigkeiten gegen chemische Agenzien und ungünstige glastechnische Eigenschaften auf. Die Gläser des Na2O-MgO-SiO2-Systems haben vor allem aus diesen Gründen keine Anwendung gefunden. Darüber hinaus weisen alle gebräuchlichen pH-sensitiven Gläser, besonders auch die bekannten Gläser des Na2O-MgO-SiO2-Systems, hohe linearethermische Ausdehnungskoeffizienten auf, meist oberhalb 130 · 10"7K""1, und erfordern dadurch einen höheren Aufwand bei der glastechnischen Verarbeitung.
Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand bei der Herstellung von konventionellen Glaselektroden zu senken und deren Gebrauchswert zu erhöhen, sowie ein Glas für mechanisch stabile Glaselektroden und andersartige elektrochemische Sensoren bereitzustellen.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein wasserstoffionensensitives Glas zu schaffen, das sich durch einen geringen Elektrodenwiderstand sowie eine hohe chemische Beständigkeit auszeichnet, dessen linearerthermischer Ausdehnungskoeffizient im Bereich von 85 · 10"7K"1 bis 125 · 10"5K"1 liegt und das gute glastechnische Verarbeitungseigenschaften besitzt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das wasserstoffionensensitive Glas auf der Basis eines Na2O-MgO-SiO2-Glases eine chemische Zusammensetzung aufweist, die im Bereich von 13,0 bis 24,0 Mol-% Na20,2,4 bis 17,0 Mol-% MgO, 0,001 bis 6,0 Mol-% UO3, 64 bis 78 Mol-% SiO2 liegt, wobei das Mol-Verhältnis SiO2 zu (Na2O + MgO) größer gleich 2,2 ist.
Das Glas besitzt je nach Zusammensetzung einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 85 · 10"7K"1 und 125-10"7K"1.
Diese Gläser lassen sich z. B. durch Schmelzen von Gemischen aus Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder basischem Magnesiumcarbonat, Urantrioxid, gefällter Kieselsäure, alle Stoffe in analysenreiner Qualität, in den jeweils stöchiometrischen Mengen in bekannter Weise fürdie jeweilige Glaszusammensetzung berechnet im Platintiegel im elektrischen Ofen bei Temperaturen von 1473 bis 1 823 K schmelzen.
Die erfindungsgemäß zusammengesetzten Gläser sind auf G rund ihres Magnesiumoxidgehaltes und ihrer einstellbaren linearen thermischen Ausdehnung gut als pH-sensitive Schicht für mechanisch stabile Glaselektroden, für konventionelle Glaselektroden mit verminderter Zwischenglaszahl oder ganz ohne Zwischengläser und anderweitige elektrochemische Sensoren einsetzbar und führen zur Gebrauchswerterhöhung dieser Produkte, insbesondere zur Erhöhung der Festigkeit und der Meßgenauigkeit.
Als Ausführungsbeispiel sollen die in der Tabelle 1 aufgeführten Glaszusammensetzungen mit den entsprechenden linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α und Elektrodenfunktionen E dienen
Die Elektrodenwiderstände der in Tabelle 1 aufgeführten Gläser liegen zwischen 1 und30Mfi
Das Glas Nr.2 wurde beispielsweise aus 17,22g Na2CO3
8,39g3MgCO3 · Mg(OH)2 · 4H2O , 14,3OgUO3
39,06g SiO2 (als Fällungskieselsäure) bei 1773Kim Platintiegel im elektrischen Ofen erschmolzen.
| Nr. | Zusammensetzung in Mol-% | MgO | UO3 | SiO2 | α·107 | E |
| Na2O | 2,4 | 2,1 | 78,0 | (K"1) | (mV/pH) | |
| 1 | 17,5 | 9,2 | 5,3 | 68,4 | 93 | 59,1 |
| 2 | 17,1 | 6,8 | 1,5 | 67,7 | 94 | 59,4 |
| 3 | 24,0 | 16,9 | 1,5 | 67,7 | 124 | 56,7 |
| 4 | 13,9 | 9,7 | 0,001 | 72,2 | 87 | 58,0 |
| cn | 18,1 | 16,2 | 6,0 | 64,7 | 101 | 58,4 |
| 6 | 13,1 | 88 | 58 |
Claims (1)
- - 1 - 248 /ab Erfindungsanspruch:Wasserstoffionensensitives Glas auf der Basis eines Na2O-MgO-SiO2-GIaSeS, gekennzeichnet dadurch, daß dessen chemische Zusammensetzung bei 13,0 bis 24,0 Mol-% Na2O, 2,4 bis 17,0Mol-% MgO, 0,001 bis 6,0 Mol-% UO3, 64 bis 78Mol-% SiO2 liegt, wobei das Molverhältnis SiO2 zu (Na2O + MgO) größer gleich 2,2 ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28398185A DD248795A1 (de) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Wasserstoffionensensitives glas auf der basis eines na tief 2 o-mgo-sio tief 2-glases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28398185A DD248795A1 (de) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Wasserstoffionensensitives glas auf der basis eines na tief 2 o-mgo-sio tief 2-glases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD248795A1 true DD248795A1 (de) | 1987-08-19 |
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ID=5573998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD28398185A DD248795A1 (de) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Wasserstoffionensensitives glas auf der basis eines na tief 2 o-mgo-sio tief 2-glases |
Country Status (1)
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|---|---|
| DD (1) | DD248795A1 (de) |
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1985
- 1985-03-27 DD DD28398185A patent/DD248795A1/de not_active IP Right Cessation
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