DE1133922B

DE1133922B - Meßzelle für Meßanordnungen zur elektrolytischen Bestimmung des Gehaltes eines bestimmten Gases in einer Gasströmung

Info

Publication number: DE1133922B
Application number: DENDAT1133922D
Authority: DE
Inventors: Covina CaL Malbone W. Greene Pasadena CaL und Jan W. Haagen-Smit San Gabriel CaI. Ray I. Wilson (V. St. A.)
Original assignee: Beckman Instruments, Inc., Fullerton, CaI. (V. St. A.)
Priority date: 1959-05-28
Publication date: 1963-01-24
Also published as: GB906161A; US3028317A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1133

INTERNAT.KL. G Ol D

ANMELDETAG: 10. MAI 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 26. JULI 1962

AUSGABE DER

PATENTSCHRIFT: 14. F E B R U AR 1963

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

1133 922 (B 57797 IXb/421)

Es sind schon Meßanordnungen bekannt, bei denen die zu untersuchende Gasströmung einen Elektrolyten mit zwei Elektroden durchströmt und dabei· die eine Elektrode mit dem Elektrolyten auch bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases in der Gasströmung nur wenig reaktionsfähig ist, während die zweite Elektrode bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases in der Gasströmung mit dem Elektrolyten relativ stark reaktionsfähig ist und dann durch denselben zersetzt wird.

Bei gasanalytischen Untersuchungen kann es sich darum handeln, die Anwesenheit von Sauerstoff, Chlor, Brom, Hydrazin, Sohwefeldioxyd, Stickstoffdioxyd in einer Gasmischung zu bestimmen, wobei der Anteil des zu bestimmenden Gases in der zu untersuchenden Gasströmung in der Größenordnung von 1:1000 000 liegen kann. Eine derartige Meßanordnung sieht dann vor, daß die beiden Elektroden mit einem Elektrolyten in Verbindung stehen und das zu untersuchende Gas über die Elektrode geleitet wird; welche mit der zu bestimmenden Gaskomponente nur wenig reaktionsfähig ist. Bei Abwesenheit dieser Komponente ergibt sich dann keine Reaktion in der Zelle, da die genannte Elektrode mit dem Elektrolyten keine Reaktion ausführt und die zweite Elektrode nur einer Reaktion unterliegt, wenn die zu bestimmende Gaskomponente an der ersten Elektrode anwesend ist. Ist das betreffende Gas in der Gasströmung vorhanden, so ergibt sich eine chemische Reaktion, bei der die zweite Elektrode teilweise gelöst wird und ein elektrischer Strom in einem Außenkreis der Elektroden auftritt, wobei die Größe des Stromes von der Menge des betreffenden Gases, welches in der Gasströmung anwesend ist, abhängt.

Es hat sich indessen gezeigt, daß derartige Meßanordnungen im Dauerbetrieb nicht zufriedenstellend arbeiten, insofern die Anordnungen nicht linear arbeiten und sich Instabilitäten ergeben, welche wiederholte Eichungen und daher eine kostspielige Wartung erfordern.

Versuche haben überraschenderweise gezeigt, daß der lineare Arbeitsbereich vergrößert werden kann und eine bessere Stabilität erzielt werden kann, wenn eine dünne Schicht des Elektrolyten an der ersten mit der zu· bestimmenden Gaskomponente wenig reaktionsfähigen Elektrode vorbeigeführt wird, so daß die Strömung des zu untersuchenden Gases nicht direkt in Kontakt mit der Elektrode tritt. Dieser Elektrolytenfilm verringert zwar die Empfindlichkeit des Meßinstrumentes, verbessert aber überraschenderweise die Stabilität und vergrößert den linearen Arbeitsbereich des Instrumentes.

Meßzelle für Meßanordnungen

zur elektrolytischen Bestimmung des Gehaltes eines bestimmten Gases in einer

Gasströmung

Patentiert für:

Beckman Instruments, Inc., Fullerton, CaI. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 28. Mai 1959 (Nr. 816 456) '

Ray I. Wilson, Covina, CaI.,

Malbone W. Greene, Pasadena, CaI.,

und Jan W. Haagen-Smit, San Gabriel, CaI.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Zu dem Zwecke, eine derartige kontinuierliche Elektrolytenströmung zwischen den Elektroden zu bewirken, sieht bei Anordnungen der vorstehend erörterten Art die Erfindung vor, daß an einer den Gaszutrittsraum und den Gasaustrittsraum trennenden Trennwand die bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases in der Gasströmung stark reaktionsfähige Elektrode und, von dieser durch den Elektrolyten getrennt, die wenig reaktionsfähige Elektrode angeordnet sind, wobei sowohl der Gaszutrittsraum als auch der Gasaustrittsraum ein Reservoir für den Elektrolyten bilden und das Elektrolytenniveau in dem Gasaustrittsraum höher ist als in dem Gaszutrittsraum, und daß beide Räume durch eine Verbindungslsitung miteinander in Verbindung stehen und das zugeleitete Gas beim Durchströmen der Verbindungsleitung Elektrolytenflüssigkeit mitführt und die sich so im Gasaustrittsraum ansammelnde Elektrolytenmenge Durchtrittsöffnungen in der Trennwand durchsetzt und beim Abfließen zum Gaszutrittsraum die kontinuierliche Elektrolytenströmung zwischen den Elektroden bewirkt.

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3 ■ ■ . 4

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Meßzelle lieferte sen durch O-Ringe 22 abgedichtet sind. Ein weiterer bei einem Sauerstoffmeßgerät' der erörterten Art O-Ring23 bewirkt den dichten Abschluß zwischen einen wesentlichen linearen Arbeitsbereich zwischen dem Behälter 15 und dem Zellenteil 16.
0 und 21 %> Sauerstoffgehalt in der zu untersuchenden Der Zellenteil 16 besteht aus einem zylindrischen Gasströmung, sie lieferte dabei reproduzierbare Meß- 5 unteren Teil 26, der eine Kammer 27 enthält. Ein werte während eines Dauerbetriebes, der sich über Kanal 28 bildet die Verbindung zwischen der Kameinen Monat erstreckte. mer27 und der Abflußbuchse 21 und ein Kanal 29

Es ist bei Meßanordnungen, die auf dem elektro- bildet die Verbindung zwischen der Zuflußbuchse und lyrischen Prinzip beruhen, bekannt, eine kontinuier- dem Raum zwischen dem Behälter 15 und dem Zellenliche Elektrolytenströmung an den Meßelektroden io teil 16. Eine Mehrzahl Öffnungen 30 ist in der Wanvorbei zu erzielen, es fanden hierbei insbesondere dung der Kammer 27 vorgesehen, zu dem Zweck, mechanisch angetriebene drehbare Elektrodenanord- einen Übertritt der Flüssigkeit vom Inneren der Kamnungen Anwendung. mer nach außen zu ermöglichen. Ein Steigrohr 31 ist

Bei der erfindungsgemäßen Meßzelle bewirkt die in dem Zellenteil 16 vorgesehen, und die untere Öff-

zu untersuchende Gasströmung die Zirkulation des 15 nung 32 desselben endigt unten im Behälter 15 und

Elektrolyten an den Meßelektroden vorbei, was einen eine obere Öffnung 33 oben in der Kammer 27.

einfachen mechanischen Aufbau darstellt, der in zu- Die Konstruktion der Elektroden selber ist nicht

verlässiger Weise die als zweckmäßig erkannte konti- kritisch und kann in einer üblichen Bauweise bestehen,

nuierliche Elektrolytenströmung zwischen den Elek- Zweckmäßigerweise ist eine aus Blech bestehende

troden zu erzielen gestattet. 20 Anode 36 an der Außenseite des Zellenteiles 16 so

Im nachfolgenden sollen die Ausdrücke »Kathode« angeordnet, daß sie sich vom Ende 26 unterhalb der und »Anode« für die vogenannte erste Elektrode und öffnung 30 nach unten erstreckt. Eine poröse Trenndie zweite Elektrode Anwendung finden, wobei an wand 37 liegt oberhalb der Anode und wird durch eine Sauerstoffanalyse gedacht ist. Wenn jedoch die einige Drahtwindüngen 38, welche die Kathode bilden, Analyse in bezug auf eine andere ?.u bestimmende 25 gehalten. Es kann auch die Kathode durch ein Metall-Gaskomponente durchgeführt wird, beispielsweise in gazenetz oder durch eine durchlöcherte Platte gebildet bezug auf Schwefeldioxyd, kann die erstgenannte Elek- werden, wobei die Öffnungen in der Kathodenfläche trode die Anode sein und das Gas über dieselbe ge- die Strömung des Elektrolyten zu der porösen Trennleitet werden, wobei dann diese Elektrode die Eigen- _wand hin ermöglichen. Die poröse Trennwand kann schaft hat, mit dem Elektrolyten auch bei Anwesen- 30 beispielsweise aus Filtrierpapier bestehen oder aus heit des zu bestimmenden Gases nicht reaktionsfähig Nylontuch und ist für den Elektrolyten durchlässig, zu sein. _so daß ein elektrischer Stromweg zwischen Anode

Weitere Zweckmäßigkeiten und Merkmale einer _uncj Kathode gebildet wird. Bei einer Ausführungs-

erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus der f_orm der Erfindung bestand die Anode aus einem

nachfolgenden Beschreibung und den Figuren, welche ₃₅ dünnen Bleiblech, wobei als Trennwand übliches

verschiedene Ausführungsformen darstellen. Von den Filterpapier und als Kathode Silberdraht verwendet

Figuren zeigt wurde. Die Anode endigt unterhalb der Öffnungen 3Θ;

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt einer ersten Aus- die poröse Trennwand indessen deckt die Öffnungen

führungsform der Erfindung, ab, und die Kathode ist auf die Trennwand bis ober-

Fig. 2 einen der Linie 2-2 der Fig. 1 entsprechen- 40 halb der öffnungen gewickelt, so daß dadurch die

den Querschnitt, Trennwand in ihrer Lage gehalten wird. Ein Leiter 39

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt einer zweiten Aus- ist an das eine Ende der Kathode angeschlossen und

führungsform der Erfindung, ist aus dem Zellenteil 16 herausgeführt zwecks An-

Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie 4-4 Schlusses, an das Meßgerät; eine zweite Zuführung 40

der Fig. 3, J 45 ist an die Anode angeschlossen und verläuft durch den

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt enter weiteren Aus- Zellenteil 16 zur anderen Klemme zwecks Anschlusses

führungsform der Erfindung. des Meßinstrumentes. Die Öffnungen für die Zu-

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1, 3 und 5 führungsleitungen sind in dem Zellenteil 16, beispiels-

veruTsaoht die Gasströmung den sich bewegenden weise durch Wachs 41, abgedichtet.

Film des Elektrolyten auf der Kathode der Zelle, wo- 5° Eine Vorratsmenge 45 des Elektrolyten Bildet sich

bei das Meßgerät der Bestimmung des Sauerstoff- im unteren Teil des Behälters 15, und eine zusätzliche

gehaltes dient. Die Gasströmung hebt den Elektro- Elektrolytenmenge befindet sich in der Kammer 27.

lyten von dem Reservoir am Boden der Zelle in ein Der Elektrolyt strömt aus der Kammer durch die

höher gelegenes Reservoir an, von welchem der Elek- Öffnungen 30 und über die Kathode hinweg zu dem

trolyt langsam über die Kathode unter dem Einfluß 55 Elektrolytenreservoir am Boden des Behälters 15. Das

der Schwerkraft herabfließt. zu untersuchende Gas strömt durch die Buchse 20

Die in Fig. 1 dargestellte Zelle kann in an sich und den Kanal 29, strömt dann über die Kathode in

üblicher Weise angeordnet werden. Berührung mit der die Kathode bedeckenden Elek-

Die galvanische Zelle 10 ist an einem Reservoir- trolytenschicht. Das Gas strömt durch die untere

gefäß 11 mittel eines U-förmigen Bügels 12 befestigt. 60 öffnung 32 des Steigrohres und durch die obere

Der Bügel ist an dem Gefäß 11 mittels Zapfen 13 an- Öffnung 33 hinaus und verläßt die Zelle durch den

gelenkt und umfaßt eine Schraube 14, welche gegen Kanal 28 und die Abflußbuchse 21. Wenn das Niveau

das untere Ende des Behälters 15 wirkt und denselben des Elektrolytenreservoirs 45 oberhalb der gestrichel-

und den Zellenteil 16 gegen die Bodenfläche des Ge- ten Linie 46 liegt, nimmt der Gasdruck zu, bis der

fäßes 11 preßt. Eine Zuflußbuchse 20 und eine Ab- 65 Elektrolyt durch das Steigrohr in die Kammer 27 ge-

flußbuchse 21 sind am oberen Ende des Zellenteiles preßt wird. Die Kammer 27 ist zunächst bis zu der

16 vorgesehen und passen auf entsprechende Öffnun- gestricheltenLinie47mitElektrolytenflüssigkeitgefüllt,

gen des Bodenteiles des Gefäßes 11, wobei die Buch- während der Behälter 15 bis zur Linie 46 gefüllt ist.

Während des Betriebes führt das Gas .geringe Mengen Elektrolytenflüssigkeit kontinuierlich mit, so daß die Elektrolytenniveaus 46, 47 im wesentlichen erhalten bleiben und eine kontinuierliche Elektrolytenströmung nach unten über die Kathodenfläche hinweg erfolgt und sich ein Film gleichmäßiger Stärke auf der Kathode bildet] Die Trennwand 37 besteht aus einem Material, welches infolge Porosität eine Strömung des Elektrolyten durch die Wand zuläßt, während im wesentlichen kein Durchtritt des Gases erfolgt. Wenn die Trennwand durch den Elektrolyten befeuchtet ist, wirkt sie daher als Ventil, welche eine Strömung des 'Elektrolyten nach außen gestattet, jedoch das Gas am Durchtritt verhindert. Verschiedene Materialien können als Trennwand verwendet werden, beispielsweise übliches Laboratoriumsfiltrierpapier, Spezialfilter aus Glas, Nylon, Glas, Teflon u. dgl., Nylongewebe, Polyvinylchloridfilme u. dgl. Selbstverständlich muß das Filtermaterial inaktiv dem Elektrolyten gegenüber sein. Wenn als Trennwand absorbierendes Material, beispielsweise Filtrierpapier, verwendet wird, können Klappen 48 am unteren Ende der Trennwand in die Elektrolytenmenge 45 eintauchen. Diese Lappen vergrößern die Pumpgeschwindigkeit des Elektrolyten, da sich Siphonwirkung des nassen Filtrierpapiers ergibt.

Eine weitere Ausführungsform der Zelle ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In der Kammer 27 ist eine Manschette 50 vorgesehen, welche innen die Öffnungen 30 überdeckt. Die Manschette besteht aus porösem Material, beispielsweise aus poröser Kohle, so daß der Elektrolyt nach außen durch die Zelle durchtreten kann. Die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten ist durch die Größe und die Porosität der Manschette bestimmt. Die Trennwand 37 kann unterhalb der Öffnungen 30 enden oder die Öffnungen wie in Fig. 1 überdecken. Es wird im letzteren Fall eine gleichmäßigere Strömung erreicht. Die Manschette 50 hat eine größere wirksame Oberfläche als die Trennwand 37, die an dem äußeren Ende der öffnungen 30 wie in Fig. 1 vorgesehen ist. Es.ist daher die Gefahr des Verstopfens durch niedergeschlagene Oxyde geringer.

Die Elektroden 51, 52 können in der Kammer 27 angeordnet sein, wobei Zuleitungen 53, 54 von den Elektroden nach der Außenseite der Zelle führen. Die Wirkungsweise dieser Elektroden wird noch nachstehend beschrieben werden.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 5 gezeigt. Dort sitzt die Anode 90 am Boden des Behälters 15 auf und ist mit dem Außenstromkreis durch die Zuleitung 91 verbunden, welche eine Dichtungsmutter 92 und einen Dichtungsring 93 in der Wandung des Behälters durchsetzt. Die Trennwand 37 befindet sich direkt auf dem Zellenteil 16 aufgebracht, und der Kathodendraht ist wie zuvor auf der Trennwand aufgewickelt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 kann die Anode dadurch ausgewechselt werden, daß lediglich der Behälter abgenommen wird, ohne daß andere Änderungen an dem Zellenteil 16 vorzunehmen sind. Es können daher in einfacher Weise die verschiedensten Anodenmaterialien verwendet werden, so daß das Auswechseln in kleinen Abschnitten erfolgen kann.

Die erfindungsgemäßen galvanischen Zellen haben eine geringere Empfindlichkeit als die Zellen, bei welchen kein elektrolytischer Film auf der Kathode verwendet wird. Indessen sind die Stabilität und der lineare Meßbereich wesentlich vergrößert. Ein Grund für diese Verbesserung liegt darin, daß der sich bewegende Film des Elektrolyten auf der Kathode ein Abführen der Reaktionsprodukte, die sich an der Kathode bilden, ermöglicht.

Eine erfmdüngsgemäße Zelle besitzt einen linearen Meßbereich, der zehn- bis hundertmal größer ist als bei bisher üblichen Zellen. Bei der Zellenanordnung gemäß Fig. 1 für die Bestimmung von Sauerstoff, bei welcher eine Zirkulation der Elektrolytenflüssigkeit

ίο stattfindet, ist der Meßbereich linear zwischen 0 und 1100 Teilen auf 1 Million Teile Sauerstoff in dem untersuchten Gas. Arbeitet man mit einer Zelle, in welcher keine Zirkulation des Elektrolyten stattfindet, so ergibt sich eine 7°/oige Abweichung bei 300 Teilen Sauerstoff auf 1 Million Teile Gas und eine 20%ige Abweichung bei 600 Teilen Sauerstoff auf 1 Million Teile Gas und eine 24%ige Abweichung bei 900 Teilen Sauerstoff auf 1 Million Teile Gas. Die Zelle gemäß Fig. 5 wurde für Sauerstoffuntersuchungen verwendet und lieferte einen linearen Meßbereich zwischen 0 und 21 Vo Sauerstoff, d. h. bis zu der Zusammensetzung von Luft.

Die Abweichungen der Empfindlichkeit von einem Tag auf den anderen waren weniger als 5% und in gewissen Fällen 1 '% bei einer Zelle gemäß der Erfindung. Als Vergleich kann genannt werden, daß die Schwankungen der Empfindlichkeit bei üblichen Zellen bis zu 30% und häufig mehr als 50% betragen. Letzteres trifft insbesondere in dem nicht- linearen Meßbereich zu, in welchem die Abweichung von der Linearität sehr unstabil ist.

Bei einer erfindungsgemäßen galvanischen Zelle treten auch keine Hysteresiserscheinungen auf; unter letzterem ist zu verstehen, daß der Ausgangsstrom der Zelle, wenn ein Teil der Kathodenfläche trocken ist, abhängt von der Vorbenutzung, insbesondere davon abhängt, ob eine Benutzung im nichtlinearen Bereich stattfand. Wenn beispielsweise die Zelle mehrere Stunden mit einem Gas mit 10 Teilen Sauerstoff auf 1· Million" Teile Gas verwendet wurde und dann plötzlich die Sauerstoffkonzentration auf 1000 Teile pro 1 Million Teile Gas wechselte, liegt zunächst der Meßstrom in der Nähe des Wertes, der sich aus der linearen Kurve ergibt, und fällt dann langsam auf 20 bis 30% im Verlaufe der nächsten Stunde ab. Aus diesem Grunde unterliegen üblicherweise bei starken Änderungen der Sauerstoffkonzentration die Genauigkeiten des Meßgerätes einem Fehler von —20 bis —30%. Bei den erfindungsgemäßen Anordnungen sind solche Hysteresiseffekte kaum bemerkbar.

Während des Arbeitens der galvanischen Zelle nimmt die Konzentration der Reaktionsprodukte zu, und Oxyde des Anodenmetalls schlagen sich nieder.

Diese festen Bestandteile haben die Neigung, sich in dem porösen Isolator anzuhäufen, und ändern daher die Geschwindigkeit der Strömung des Elektrolyten, was eine Änderung der Empfindlichkeit der Zelle zur Folge hat. Eine erfindungsgemäße Zelle umfaßt auch Mittel, um Metallionen aus der Lösung zu entfernen und deren Niederschlag und Anreicherung zu verhindern. Die Elektroden 51, 52 der in Fig. 3 dargestellten Zelle bilden ein Mittel, um Metallionen aus der Lösung zu entfernen. Die Elektroden sind an einer äußeren Spannungsquelle angeschlossen, und es werden Metallionen an der negativen Elektrode niedergeschlagen und Sauerstoff an der positiven Elektrode frei gemacht, so daß die unerwünschten

Metallionen entfernt werden. Der Sauerstoff steigt an die Oberfläche des Elektrolyten und wird zusammen mit der Strömung des abfließenden Gasstromes abgeführt.

Ein weiteres Verfahren, Metallionen zu entfernen, kann darin bestehen, daß ein stärker aktives Metall als das Anodenmetall, beispielsweise ein stärker elektropositives Metall, in das Reservoir des Elektrolyten eingebracht wird, zweckmäßigerweise dort ruht. Wenn beispielsweise die Anode aus Blei besteht, kann Zink verwendet werden, und das Zink ersetzt die gelösten Bleiionen, und Blei wird das Zink überziehen. Da die Zinkionen nicht dazu neigen, unlösliche Verbindungen in dem Elektrolyten zu bilden, besteht keine Gefahr der Verstopfung der porösen Trennwand.

Eine weitere Schwierigkeit der beiden vorangehend beschriebenen Methoden liegt darin, daß die Anodenmetalle nicht eine zusammenhängende harte Oberfläche bilden. Partikeln des Metalls können sich ablösen und eventuell das Steigrohr oder andere Kanäle in der Zelle verstopfen oder Brücken zwischen der Anode und der Kathode bilden. Eine Methode, um solche Erscheinungen zu verhüten, besteht in der Anwendung von Metallamalgam in dem Reservoir des Elektrolyten. Die Wirkung ist die gleiche wie in dem vorangehenden Abschnitt beschrieben. Wird ZinkamaJgam verwendet, so ersetzt das Zink die Bleiionen in dem Elektrolyten, und metallisches Blei wird mit dem Zinkamalgam gemischt, und es bilden sich keine losen Partikeln.

Bei einer Ausführungsform der galvanischen Zelle gemäß Fig. 1 bestehen der Zellenteil 16 und das Steigrohr und der Behälter aus Methylmethacrylat (Plexiglas, Lucit). Das Ende 26 des Zellenteiles 16 hatte einen Durchmesser von 3,2 mm und eine Länge von 6 cm. Die Bleianode bestand aus Blech von 0,2 mm, und die Kathode bestand aus 64 Windungen feinen Silberdrahtes von 0,3 nun Durchmesser. Die . poröse Trennwand bestand aus zwei Lagen Laboratoriumfilterpapieres. Die Zahl der mit 30 bezeichneten Löcher betrug fünfzehn, und die Löcher waren mittels eines Bohrers von 1,56 mm Durchmesser hergestellt. Die Stromempfindlichkeit betrug 0,3 Mikroampere pro 1 Teil Sauerstoff auf 1 Million Teile Gas, und es wurde mit einem KOH-Elektrolyten von 27,5 Gewichtsprozent gearbeitet.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die galvanische Zelle nicht auf die Anwendung wässeriger elektrolytischer Medien beschränkt ist. Es können an Stelle von Wasser als Lösungsmittel für die Elektrolyten auch Formamide oder Dimethylformamide verwendet werden. Die Anwendung nichtwässeriger Elektrolyten bietet Vorteile, wenn das zu untersuchende Gasgemisch sich nicht mit Wasser verträgt, beispielsweise bei der Analyse von Sauerstoff in Borhydriden oder Borchloriden. Auch für die Analyse von Chlortrifluoriden und ähnlichen Verbindungen ergeben sich Vorteile.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Analyse von Sauerstoff. Es können auch die verschiedensten Elektrodenmaterialien verwendet werden. Andere Fälle, in denen die erfindungsgemäßen Meßgeräte Vorteile bieten, sind: Chloranalyse unter Anwendung einer Platinkathode, einer Silberanode und eines KCl-Elektrolyten; Bromanälyse unter Anwendung einer Platinkathode, einer Silberanode und eines KBr-Elektrolyten; Hydrazinanalyse unter Anwendung einer Platinanode als erste, mit dem Elektrolyten nicht reagierende Elektrode und einer Silberkathode und eines Silbernitratelektrolyten; Schwefeldioxydanalyse, was eine kathodische Reaktion bildet mit einer Platinkathode, einer Bleianode und einem KCl-Elektrolyten; Schwefeldioxydanalyse als anodische Reaktion mit einer Platinanode und einer Goldkathode und einem Goldchlorid+Kaliumchlorid-Elektrolyten; Stickstoffdioxydanalyse mit einer Silberkathode, einer

ίο Bleianode und einem sauren Elektrolyten, beispielsweise Salpetersäure.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Meßzelle für Meßanordnungen zur elektrolytischen Bestimmung des Gehaltes eines be-"stimmten Gases in einer zu untersuchenden Gasströmung, bei der ein zwei Elektroden enthaltender Elektrolyt von der zu untersuchenden Gasströmung durchströmt wird und die eine Elektrode mit dem Elektrolyten auch bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases in der Gasströmung nur wenig reaktionsfähig ist und die zweite Elektrode bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases in der Gasströmung mit dem Elektrolyten relativ stark reaktionsfähig ist und dann durch denselben zersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an einer den Gaszutrittsraum und den Gasaustrittsraum trennenden Trennwand die bei Anwesenheit des zu bestimmenden Gases in der Gasströmung stark reaktionsfähige Elektrode (36) und, von dieser durch den Elektrolyten getrennt, die wenig reaktionsfähige Elektrode (38) angeordnet sind, wobei sowohl der Gaszutrittsraum als auch der Gasaustrittsraum ein Reservoir (46, 47) für den Elektrolyten bilden und das Elektrolytenniveau in dem Gasaustrittsraum höher ist als in dem Gaszutrittsraum, und daß beide Räume durch eine Verbindungsleitung (31) miteinander in Verbindung stehen und das zugeleitete Gas beim Durchströmen der Verbindungsleitung (31) Elektrolytenflüssigkeit mitführt und die sich so im Gasaustrittsraum ansammelnde Elektrolytenmenge Durchtrittsöffnungen (30) in der Trennwand durchsetzt und beim Abfließen zum Gaszutrittsraum eine kontinuierliche Elektrolytenströmung zwischen den Elektroden bewirkt.

2. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaszutrittsraum und der Gasaustrittsraum koaxial zueinander liegende Zylinderräume sind und durch die zylindrische Trennwand (26) getrennt sind.

3. Meßzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Elektroden (36, 38) eine poröse Schicht (37), vorzugsweise eine Gewebeschicht, angeordnet ist.

4. Meßzelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (31) ein vorzugsweise koaxial in der Zylinderanordnung angeordnetes Steigrohr ist, welches das Niveau (46) des Elektrolytenreservoirs in der Gaszutrittskammer bestimmt.

5. Meßzelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Trennwand vorgesehenen Durchtrittsöffnungen (30) oberhalb der Oberkante der stark reaktionsfähigen Elektrode (36) liegen.

6. Meßzelle nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektroden (36, 38) trennende Schicht (37) Ansatzlappen (48) hat, die in den Elektrolyten eintauchen.

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In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 401287.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1092 236.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen