DE10051106C2 - Verwendung einer elektrochemischen Messzelle zum Nachweis von Blausäure - Google Patents
Verwendung einer elektrochemischen Messzelle zum Nachweis von BlausäureInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer elektrochemischen Messzelle zum Nachweis von
Blausäure in einer Gasprobe.
Eine elektrochemische Messzelle der genannten Art ist aus der EP 408 959 B1
bekannt geworden. In einem Messzellengehäuse, das mit Schwefelsäure als
Elektrolyt gefüllt ist, befinden sich eine Messelektrode, eine Gegenelektrode und
eine Bezugselektrode, die alle aus Gold bestehen. Ver Elektrolyt enthält einen
Zusatz von Kupfer(II)-Sulfat. Das Messzellengehäuse ist durch eine gaspermeable
Membran zur Umgebung hin abgeschlossen, wobei das nachzuweisende Gas
durch die Membran zur Messelektrode gelangt. Der dem Elektrolyten zugesetzte
Kupferkatalysator ermöglicht eine direkte anodische Oxidation des Cyanids zu
Dicyan, ohne dass das Elektrodenmaterial verbraucht wird. Durch den
Kupferzusatz läuft die Nachweisreaktion als Oxidation nur unter Beteiligung des
gelösten Kupfers mit HCN in der Elektrolytlösung ab, wobei die Messelektrode
lediglich den elektrischen Kontakt zur Elektrolytlösung herstellt.
Nachteilig bei der bekannten Messzelle ist, dass das Messsignal bei Begasung
der Messzelle mit Blausäure erst nach einigen Minuten einen stabilen Endwert
erreicht, was die Handhabung im Messbetrieb erschwert. So ist beispielsweise die
Kalibrierung sehr zeitaufwändig. Außerdem driftet das Messsignal bei
Langzeitbegasung mit Blausäure.
Aus der DE 197 45 486 C2 ist eine elektrochemische Messzelle bekannt, bei der
Elektroden aus Gold bestehen und in einem Messzellengehäuse angeordnet sind,
das mit Schwefelsäure als Elektrolyt gefüllt ist. Der Elektrolyt enthält einen Zusatz
aus Silbersulfat in gesättigter Lösung. Die bekannte elektrochemische Messzelle
eignet sich zum Nachweis von Hydridgasen, insbesondere Phosphin und Arsin, sie
liefert jedoch bei Begasung mit Blausäure kein verwertbares Messsignal.
Aus der DE 38 41 622 C2 ist eine elektrochemische Messzelle zum Nachweis von
Ammoniak bekannt, deren Funktion auf einer Oxidation an der Messelektrode beruht.
Um eine möglichst schnelle Oxidation zu erreichen, ist die Messelektrode aus
gesintertem Gold ausgeführt. Eine Messelektrode aus gesintertem Gold ist ebenfalls
aus der DE 198 45 318 A1 im Zusammenhang mit einer elektrochemischen
Messzelle zum Nachweis von Sauerstoff bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemische Messzelle zum
Nachweise von Blausäure derart zu verbessern, dass sich nach kurzer Zeit ein
stabiles Messsignal einstellt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Verwendung einer Messelektrode aus
gesintertem Gold in einer elektrochemischen Messzelle, welche als Elektrolyt
Schwefelsäure mit einem Zusatz als Silbersulfat enthält.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine elektrochemische Messzelle, die
eine Messelektrode aus gesintertem Gold besitzt und Schwefelsäure als Elektrolyt
mit einem Zusatz aus Silbersulfat enthält, bei Begasung mit Blausäure ein stabiles
Messsignal liefert. Die Messelektrode besitzt aufgrund ihrer Ausführung als Gold-
Sinterelektrode eine große Oberfläche. Bei Anwesenheit von HCN löst sich die
Messelektrode unter Bildung von AuCN auf, wobei die Auflösung der Messelektrode
durch die Anwesenheit von Silberionen im Elektrolyten unterstützt wird.
Eine als Gold-Dünnschichtelektrode ausgeführte Messelektrode liefert
demgegenüber keine brauchbaren Messsignale, da die Oberfläche für die Reaktion
mit HCN zu gering ist. Im Gegensatz zu der bekannten elektrochemischen Messzelle
zum Nachweis von Blausäure wird bei der erfindungsgemäß angegebenen
Messzelle die Messelektrode durch die in der Messzelle ablaufende
elektrochemische Reaktion verbraucht, ähnlich wie bei einer Brennstoffzelle.
Die bevorzugte Dicke der Messelektrode ist größer als 100 Mikrometer. Eine Dicke
im Bereich zwischen 100 Mikrometer und 200 Mikrometer liefert gute
Messergebnisse. Die Messelektrode wird so hergestellt, dass Goldpartikel mit
kleiner Korngröße mit einem hydrophoben Bindemittel zusammengefügt werden,
so dass Gaskanäle zwischen den Goldpartikeln vorhanden sind. Als Bindemittel
eignet sich bevorzugt PTFE. Die Messelektrode befindet sich bevorzugt
unmittelbar hinter einer PTFE-Diffusionsmembran, durch die die nachzuweisende
Komponente zur Messelektrode gelangt.
Die Gegenelektrode besteht bevorzugt aus Gold. Andere geeignete Materialien
sind Iridium, Rhodium und Platin.
Mittels einer Bezugselektrode zwischen der Messelektrode und der
Gegenelektrode lässt sich ein stabiles elektrochemisches Potenzial innerhalb der
elektrochemischen Messzelle einstellen. Geeignete Materialien für die
Bezugselektrode sind Gold, Iridium und Platin.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäß angegebene
Messzelle neben Blausäure auch zum Nachweis von NO2 geeignet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und wird im
Folgenden näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine elektrochemische Messzelle mit einer Messelektrode 1
aus gesintertem Gold, einer Gegenelektrode 2 und einer Bezugselektrode 9, die
ebenfalls aus Gold bestehen, in einem Elektrolytraum 3 eines
Messzellengehäuses 4. Der Elektrolytraum 3 ist mit einer wässrigen Lösung von
4M-Schwefelsäure mit einem Elektrolytzusatz aus Silbersulfat gefüllt. Zur
Umgebung hin, die die Gasprobe mit Blausäure enthält, ist der Elektrolytraum 3
durch eine für Blausäure permeable Diffusionsmembran 5 abgeschlossen. Die
Messelektrode 1, die Gegenelektrode 2 und die Bezugselektrode 9 besitzen
Messanschlüsse 6, 7, 10, welche durch das Messzellengehäuse 4 hindurchgeführt
und an einer Auswerteeinheit 8 zur weiteren Verarbeitung der Messsignale
angeschlossen sind. Die Messelektrode 1 befindet sich unmittelbar hinter der
Diffusionsmembran 5. Der besseren Übersicht wegen ist in der Figur die
Messelektrode 1 mit einem Abstand zur Diffusionsmembran 5 dargestellt.
Claims (1)
1. Verwendung einer Messelektrode (1) aus gesintertem Gold in einer
elektrochemischen Messzelle, welche als Elektrolyt Schwefelsäure
mit einem Zusatz aus Silbersulfat enthält, zum Nachweis von Blausäure.
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