DE1172448B - Druckfeste Elektrode zur Messung elektro-chemischer Potentiale - Google Patents

Description

• Druckfeste Elektrode zur Messung elektrochemischer Potentiale Die Erfindung betrifft eine druckfeste Elektrode zur Messung elektrochemischer Potentiale von flüssigen Medien, die unter erhöhtem Druck stehen.
• Die zur Messung elektrischer Potentiale - wie des p,-Wertes - benutzten Elektroden stellen im allgemeinen mehr oder weniger geschlossene Glaskörper dar, wobei das Innere der Elektroden mit der zu messenden Flüssigkeit gewöhnlich über ein Diaphragma in elektrisch leitender Verbindung steht.
• Zur Messung in Flüssigkeiten, deren Druck wesentlich höher liegt als der Druck in der Elektrode, eignen sich die normalen Elektroden nicht, da mit der Zeit ein Teil der zu messenden Flüssigkeit infolge ihres Überdruckes in die Elektrode eindringt und zu Veränderungen des Potentials der Elektrode führt.
• Es ist bekannt, das Eindringen von Meßflüssigkeit in die Elektrode dadurch zu verhindern, daß man die Elektrode unter einen höheren Druck setzt, als ihn die zu messende Flüssigkeit aufweist, so daß eine geringe Menge des Elektrolyten durch das Diaphragma in die Meßflüssigkeit austritt. Das bedingt einen gewissen Vorrat an Elektrolyt, um über einen entsprechenden Zeitraum gleichwertige Meßergebnisse zu erzielen. Der innere Überdruck wird dabei beispielsweise durch eine Druckluftzuführung erzeugt und insbesondere bei schwankendem Druck der zu messenden Flüssigkeit durch einen Druckregler in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsdruck der Meßflüssigkeit geregelt.
• Nachteilig wirkt sich bei dieser Anordnung und Ausbildung der apparative Aufwand aus, da eine besondere Druckquelle sowie Regeleinrichtungen erforderlich sind. Darüber hinaus erfordert-der Ober tritt von Elektrolyt aus der Elektrode in die Meßflüssigkeit ein ständiges Kontrollieren und Nachfüllen der Elektrode.
• Es ist auch bekannt, elastische Glieder aus Kunststoffen zwischen Druckgefäß und Elektrode anzubringen. Derartige elastische Materialien eignen sich aber nicht für hohe Drücke. Es kann auch eine Vermischung der Meßflüssigkeit mit der Elektrolytlösung der Meßkette eintreten.
• Weiter ist bekannt, den Einfüllstutzen einer Kalomelelektrode so anzubringen, daß das Vorratsgefäß der Elektrode mit dem Volumen des die zu messende Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes in Verbindung steht, wodurch ein Druckausgleich gewährleistet wird. Auch hier besteht die Möglichkeit, daß sich Meßflüssigkeit und Elektrolyt der Meßkette vermischen, was Potentialunterschiede bewirkt.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die beschriebenen Mängel zu beseitigen und eine Elek- trode auszubilden, die von derartigen Zusatzeinrichtungen unabhängig ist und möglichst wartungsfrei über lange Zeiträume gleichwertige Meßergebnisse liefert.
• Erfindungsgemäß wird der Innenraum der Elektrode in Kommunikation mit der Meßlösung gebracht, so daß sie auf den gleichen Druck kommt, ohne daß außer der Verbindung über ein Diaphragma eine elektrisch leitende Verbindung zustande kommt und ohne daß ein Stoffaustausch zustande kommt. Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen Meßflüssigkeit und Elektrodeninhalt (Elektrolyt) ein geeignetes, sich nicht vermischendes, elektrisch nichtleitendes Mittel mit einer Dichte unter 1 g/cm3 - beispielsweise Siliconöl - gebracht wird, so daß die Elektrode unter den gleichen Bedingungen wie unter normalem Druck arbeitet.
• Die erfindungsgemäße druckfeste Elektrode zur Messung elektrochemischer Potentiale, bei der zwischen dem Elektrolyten der Elektrode und der zu messenden Lösung eine druckausgleichende Verbindung besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß über dem Raum mit der Elektrolytlösung eine mit einer hydrophoben, elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit mit einer Dichte unter 1 g/cm3 gefüllte Kammer angeordnet ist, die mittels einer Kapillare mit der zu messenden Lösung und einer zweiten Kapillare mit der Elektrolytlösung verbunden ist, und die Kapillaren durch den Boden der Kammer hoch in diese hineinragen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Elektrode ist in der Abbildung dargestellt. Es wird eine Silber-Silberacetat-Elektrode gezeigt, die als äußere Ableit- oder Bezugselektrode für p-Messungen unter den Temperatur- und Druckbedingungen der Meßflüssigkeit vorgesehen ist. In einem äußeren Metallgehäuse a, das in den Druckbehälter oder die Rohrleitung der Meßflüssigkeit eingebaut ist, ist die Elektrode angeordnet.
• Mittels einer Feder b wird an die eigentliche an sich bekannte Bezugselektrode eine Schliffkappe c, die z. B. mit gesättigter Kaliumnitratlösung gefüllt ist, angedrückt. Die elektrisch leitende Verbindung mit der Meßflüssigkeit wird über einen nicht gefetteten Schliff d hergestellt. Die Bezugselektrode selbst trägt an ihrem unteren Ende einen Schliffkern e, deren Schliff die Verbindung mit der Kaliumnitratlösung ergibt und die mit Silberacetat gefüllt ist. In diese Masse taucht der Silberdraht f.
• Im übrigen ist die Elektrode bis zu einem Niveau g mit Standardacetatlösung 1, die mit Silberacetat gesättigt ist, gefüllt. Der über dem Niveau g befindliche Raum einschließlich des Raumes h ist mit hydrophobem Siliconöl von der Dichte unter 1 g/cm3 gefüllt. Eine Kapillare i1 stellt den Druckausgleich zwischen der Meßflüssigkeit und dem mit Siliconöl gefüllten Raum h her, während eine weitere Kapillare i2 den Druckausgleich zwischen Raum h und der Standardacetatlösung herstellt. Gleichzeitig werden etwa in den Raum h eingedrungene Tröpfchen der Meßflüssigkeit, deren Wichte größer als die des Siliconöls ist, auf dem Zwischenboden k zurückgehalten.
• Für Messungen unter Temperaturen, die von der Meßflüssigkeit abweichen, wird die Elektrode in einem Metallgehäuse druckfest gekapselt und in entsprechender Entfernung vom Behälter der Meßflüssigkeit untergebracht. Die Verbindung zwischen Elektrode und Meßflüssigkeit wird durch geeignete, an sich bekannte Mittel - beispielsweise Rohre -hergestellt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Druckfeste Elektrode zur Messung elektrochemischer Potentiale, bei der zwischen dem Elektrolyten der Elektrode und der zu messenden Lösung eine druckausgleichende Verbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Raum mit der Elektrolytlösung eine mit einer hydrophoben, elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit mit einer Dichte unter 1 glem3 gefüllte Kammer angeordnet ist, die mittels einer Kapillare mit der zu messenden Lösung und einer zweiten Kapillare mit der Elektrolytlösung verbunden ist, und die Kapillaren durch den Boden der Kammer hoch in diese hineinragen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 938276.