DE1090451B - Messgeraet zur Bestimmung des Kohlendioxyddrucks in Fluessigkeiten und Gasen - Google Patents

Description

• Meßgerät zur Bestimmung des Kohlendioxyddrucks in Flüssigkeiten und Gasen Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur raschen und genauen elektrometrischen Messung des C O2-Druckes in Gasen und Flüssigkeiten, das sich insbesondere zur Messung des C O2-Druckes im Blut eignet.
• Zwei Methoden sind bekannt, nach denen sich der für physiologische Arbeiten wichtige C 02-Druck (p C Os) einer Lösung, insbesondere des Blutes, bestimmen läßt: Die indirekte oder Henderson-Hasselbach-Methode macht Gebrauch von der bekannten Beziehung zwischen p11, CO 2-Gehalt, Sauerstoffsättigung und p C O2 des Blutes. Nach getrennter Bestimmung der ersten drei Größen kann p C 02 berechnet werden. Diese Methode liefert zwar zufriedenstellende Resultate, ist aber sehr zeitraubend.
• Die direkte oder Riley-Methode besteht darin, daß eine Blutprobe in einem angeschlossenen Gefäß mit einem inerten Gas ins Gleichgewicht gebracht und dann das ins Gas übergetretene CO2 analytisch bestimmt wird. Obgleich diese Methode schnellere Bestimmungen als die indirekte erlaubt, ist der Zeitaufwand für eine einzelne Bestimmung immer noch etwa 1/2 Stunde.
• Die Erfindung geht davon aus, daß in einer verdiinnten Bikarbonatlösung gemäß der Gleichung von Henderson-Hasselbach: der pH-Wert ausschließlich vom herrschenden C °2-Druck beeinflußt wird. pK' ist die Summe aus dem negativen Logarithmus der scheinbaren Dissoziationskonstante von Kohlensäure und dem Logarithmus des Aktivitätskoeffizienten von HCO3; a' ist der Bunsensche Absorptionskoeffizient in Mol Liter-at-'; [HCO3 ist die molare Konzentration des dissozierten Bikarbonats, und P C 02 ist der C 02-Druck in Torr.
• Für eine definierte Bikarbonatlösung und konstante äußere Bedingungen reduziert sich die Gleichung in die einfache Proportionalitätsbeziehung: PH = Klog pCO2.
• Die direkte Koppelung von PH und p C O2 einer verdünnten Bikarbonatlösung bietet die Möglichkeit, mit Hilfe einer leicht durchzuführenden p11-Messung direkt auf den p C O2 zu schließen.
• Aufgabe der Erfindung war, nun sowohl die prinzipiellen Maßnahmen als auch die apparativen Voraussetzungen für die Ausnutzung vorstehender Gleichung zu der praktischen Durchführung der pC 02-Messung zu schaffen. Insbesondere war es erforderlich, unter Bedingungen zu arbeiten, unter denen allein der p C °2 auf die pE-Messung Einfluß hat. Die Lösung besteht darin, daß die pE-Messung in einer Zwischenlösung ausgeführt wird, welche bezüglich des p C °2 im Gleichgewicht mit der ursprünglich zu bestimmenden Lösung steht, in welche jedoch nicht andere, das pg beeinflussende Bestandteile der ursprünglich zu bestimmenden Lösung eindringen können.
• Gemäß der Erfindung wird die Bestimmung des Kohlendioxyds in Flüssigkeiten und Gasen durch elektrometrische Partialdruckmessung mit einem Meß gerät durchgeführt, bei dem die Konstruktion der eigentlichen Glaselektrodenmeßkette und die sonstige elektrische p-Meßeinrichtung an sich bekannt ist. Das Meßgerät ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektrodenmeßkette einer elektrometrischen p-Meßeinrichtung die aktive Glasmembran und die Bezugs elektrode z. B. mit ihrer Diaphragma-Austrittsöffnung mit Abstand von einer Polyäthylenfolie umgeben sind, däß der Abstand mit wäßriger Bikarbonatlösung gefüllt ist und daß die so hergerichtete Meßkette in das zu messende Medium taucht.
• Für die praktische Durchführung hat sich folgende Versuchsanordnung bewährt, die in der Zeichnung in Fig. 1 am B eispiel einer Einstabmeßkette dargestellt ist: Eine Glaselektrodenmeßkette 1 in Form einer bekannten kombinierten Ausführung ist im Bereich der aktiven Glasmembran 2 und der Diaphragma-Austrittsöffnung 3 der Bezugselektrode 4 mit einer Polyäthylenfolie 5 von etwa 10 ffi Dicke so überzogen, daß zwischen Glasmembran 2 und Polyäthylenfolie 5 ein kapillarer Spaltraum 6 bleibt, der mit m/1000-Natriumbikarbonatlösung gefüllt ist. Mit der Glaselektrodenmeßkette wird dadurch der pErWert der zwi schen Glasmembran und Polyäthylenfolie befindlichen Bikarbonatlösung gemessen, die durch die C 02-permeable Polyäthylenfolie mit der unbekannten Meßprobe 7 ins p C O2-Gleichgewicht tritt, aber gleichzeitig wegen der Ionenundurchlässigkeit der Polyäthylenfolie von einer direkten pH-Beeinflussung durch das PH der Meßprobe 7 geschützt ist. Die Polyäthylen folie kann entweder mit Klebstoff am Glasschaft dicht verklebt oder mittels eines Gummiringes 8 befestigt sein. 9 und 10 sind die Leiter des Koaxialkabels, wobei 9 die Ableitung der Glas- und 10 die Ableitung der Bezugselektrode bedeutet.
• Die Gleichgewichtseinstellung zwischen Meßprobe und der die Elektrode umgebenden Bikarbonatlösung benötigt etwa 10 Minuten. Die Meßwerte sind sehr gut reproduzierbar.
• Fig. 2 zeigt eine experimentelle Eichkurve, deren Lage durch die Konzentration der Bikarbonatlösung bestimmt wird.
• Die Erfindung ist nicht an die gezeigten Ausführungsformen gebunden. Es kann auch eine andere Elektroden- bzw. Meßkettenkonstruktion Verwendung finden. Bedingung ist nur, daß sowohl die Glaselektrode als auch die Bezugselektrode mit einem aktiven Bereich in die als Zwischenschicht vorgesehene wä£S-rige Bikarbonatlösung eintaucht. Die Konzentration der Natriumbikarbonatlösung muß nicht, wie im Beispiel angegeben, m/1000 sein, es können ohne Nachteil auch konzentriertere Lösungen verwendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Meßgerät zur Bestimmung des Kohlendioxyds in Flüssigkeiten und Gasen durch elektrometrische Partialdruckmessung, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektrodenmeßkette einer elektrometrischen pH-Meßeinrichtung die aktive Glasmembran und die Bezugselektrode z. B. mit ihrer Diaphragma-Austrittsöffnung mit Abstand von einer Polyäthylenfolie umgeben sind, daß der Abstand mit wäßriger Bikarbonatlösung gefüllt ist und daß die so hergerichtete Meßkette in das zu messende Medium taucht.
2. 2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriumbikarbonatlösung m/1000 ist.
3. 3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyäthylenfolie etwa 10 Cd dick ist.