DE1596982A1 - Ionenspezifische Elektrode - Google Patents

Ionenspezifische Elektrode

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DE1596982A1
DE1596982A1 DE19661596982 DE1596982A DE1596982A1 DE 1596982 A1 DE1596982 A1 DE 1596982A1 DE 19661596982 DE19661596982 DE 19661596982 DE 1596982 A DE1596982 A DE 1596982A DE 1596982 A1 DE1596982 A1 DE 1596982A1
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Simon Dr Wilhelm
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SIMON DR WILHELM
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
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Description

Dr. Wilhelm Simon , Oberembrach (Schweiz)
Ionenspezifische Elektrode ***************
Seit längerem sind Glaselektroden bekannt, die entsprechend der Nernst'sehen Beziehung selektiv auf die Aktivität von Wasserstoffionen au „+ ansprechen und dementsprechend
3
zur pH= -log aTI _+ Messung eingesetzt werden können (R.G.Ba-
tes, Determination of pH, Theory and Practice, John Wiley & Sons, Inc., New York, London, Sydney, 1964). Solche Elektroden finden in Wissenschaft und Technik auf breiter Basis Einsatz und zeichnen sich dadurch gegenüber anderen Elektroden aus,dass sie unempfindlich auf Redoxsysteme sind. Analog sind in neuerer Zeit Glaselektroden entwickelt worden, die selektiv auf die Aktivität von Natriumionen (aM +) wie auch solche, die auf die Aktivität von Kaliumionen (a +) ansprechen (J.O. Isard, Nature 184 (1959), 1616; G. Mattock und R.Uncles, Analyst £9 (1964), 350; H.D.Portnoy, "..M.Thomas und E.S.Gurdjian, Talanta j? (1962), 119; G. Eisenman , D.O.Rudin und J.U.Casby, Science 126 (1957), 831; niederländische Patentschriften 275 281 und 250 889). Das Ansprechen der Elektroden auf einzelne Ionen wird durch geeignete Wahl der Glassorte zur HerstelLung der ionenempfindlichen Membran erreicht. So ergeben beispielsweise Aluminiumoxydzusätze Elektrodengläser, die sich zur Herstellung von Na - und K -spezifischen Glaselektroden eignen. Solche brauchbaren Elektrodengläser mit Al 0 Zusätzen im Bereich von etwa 0,5 bis 25 Mol-% haben jedoch den Nachteil, dass sie sehr hohe Erweichungspunkte im Bereich von 1600 C oder noch höher besitzen. Dadurch wird das Erschmelzen der Gläser sowie deren Verblasen zu messfertigen Elektroden erschwert und die Verarbeitung in den üblichen,mit
η π , 009830/0607 12 ils c
NGUe Un Lsrtegen (Art. 7 i T ,Us. 2 Nr. 1 Salz 3 dee Änderungen v. 4.9. IQ8,
BAD ORIGINAL
Silic.iumcarbid-Heizstäben ausgerüsteten Oefen unmöglich.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es, eine Glaselektrode zu entwickeln, die eine ionenspezifische Glasnembran aufweist, wobei die Ionenspezifität der Glasmembran so gut oder besser ist, als die der bisher bekannten Al 0 enthaltenden Glasmembranen,wobei jedoch das Glas der Glasmembran dieser Elektroden wesentlich besser blasbar und bearbeitbar sein soll.
. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Glasmembran, die eine ionenspezifische Glasmembran aufweist, wobei das Glas der Membram Siliumdioxid und mindestens ein Alkalimetalloxid enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass es 0,b bis 2b MoI-Ja Ga O , bezogen auf die gesamte Glaszusan;-mensetzung und gegebenenfalls Al,0 in einer solchen Menge enthält, dass die Summe der Mol-'/u aus Al 0 und Ga0O.. nicht mehr als ?.b Mo 1-/0, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung beträgt. Mit Hilfe der erfindungsgemässen Glaselektroden, bei denen das Al0O0,das in bisher bekannten Glasmercbranen enth^1-ten war, durch Ga On ganz c.Jer teilweise ersetzt ist, erreichtrr.on den Vorteil, dass derartige Gläser einen wesentlich tieferen Erweichungspunkt als solche Gläser au-weisen, die nur Al0O0 enthalten.
Für die Herstellung von natriumspezifischen Glasmembranen sind Glaszusammensetzungen besonders gut geeignet,die sowohl Al 0 als auch Ga0O0 enthalten, wobei deren Mol-Ver-
CO C. O
hältnis von Al0O : Ga0O 6 : 1 beträgt. Vorzugsweise enthal·-
t' O d. ό
ten diese Gläser etwa 12 Mol-'/o Al 0 , etwa 2 Mol-$ö Ga 0
c. O ei ό
und etwa 11 Mol-$ Li0O0, wobei der Rest auf 100 Mol-% aus
C. O
glasbildenden Oxiden besteht, deren Hauptbestandteil SiO2, gegebenenfalls mit einem Gehalt an BO oder GeO ist. Diese
CO C.
natriumspezifischen Gläser weisen zusätzlich zu dem Vorteil einer wesentlich besseren Bearbeitbarkeit als der nur Al0O enthaltenden Gläser auch noch Vorteile gegenüber solchen Glas-
009830/Ό Β07 sad original
sern auf, die lediglich Ga,C) , jedoch kein Al 0 enthalten. Zu diesen zuletzt genannten Vorteilen gehört eine hervorragend gute Ionenspezifität und praktisch überhaupt keine Neigung zur Rekristallisierung.
Die Gläser der erfindungsgemässen Glasmenbranen weisen Erweichungspunkte im Bereich von 1500 C oder noch weniger auf. Derartige Gläser künnen in üblichen Glasschmelzofen hergestellt werden und weisen ausserdem einen breiten Erweichungsbereich auf, sodass sie leicht blasbar sind.
Vorzugsweise enthalten die Gläsar der erfindungsgemä3-sen Glasmembranen nicht mehr als 20 Mo 1$ an Alka"1 imetalloxiden Ferner sollen sie, ausser gegebenenfalls Bariumoxid^weckmässigerweise keine weiteren Erdalkalimetalloxide enthalten.
Die nachstehenden Beispiele soLlen uen Ürfinaungsgegenstand näher erläutern.
Beispiel 1:
Es wurde eine Glaselektrode mit einer kaliumspezifischen Glasmembran hergestellt, wobei das Glas der Glasrr.embran die folgende Zusammensetzung aufwies :
75 Kol-sS
20 K0I-5S K3O1
5.· Mol-.I Ga^1C-,.
C. C
In den folgenden Beispielen werden Glaselektroden mit natriumspezifischen Glasmerr.branen beschrieben, wobei besomlers hervorgehoben sei, dass, wie in der Folge noch näher ersichtlich ist, die besten Ergebnisse nit Glasmembranen erhalten wirdon, die 11 I-'-ol--''· Li„C , 12 V.ol-,Ί Al„0-, Γ KoI-^
c co
Ga^C^ und 6 Mol-%· ;3„G„ enthielten, wobei der Rest a*:f 100 Mol-'j im wesentlichen aus SiC^ besteht. In diesen Glasmembra-
nen betrug also das Verhältnis von Li0O : 3a„Co 5,5 : 1 und sie enthielten nehr Γ'.οΐ-'j an Al^,0„ als an Ga,.Co. Beispiel '<- :
^"sarnnensetzung der GIasmerr.bran einer natriumspezif i-
009830/0607
B ORIGINAL
sehen Glaselektrode : 69 MoI-Si SiO2, 11 MoI-Si Li2O,
12 Mol-?i
2 MoI-Si Gao0_..
C. O
Beispiel 3:
Zusammensetzung einer Glasmembran einer natriumspezifischen Glaselektrode:
67 MoI-Si SiO2,
11 Mol-?i Li 0, 6 MoI-Si BpO3,
12 MoI-Si Al2O3, ? Mol-$ Ga2O3, 2 Mol-jS BaO.
Beispiel 4:
Zusammensetzung der Glasmembran einer natriumspezifischen Glaselektrode:
62 Mol-Ji
11 MoI-Si Li 0,
6 MoI-Si B2O3,
12 MoI-Si Al2O3, 2 MoI-Si Ga2O3,
7 MoI-Si GeO .
Die in den Beispielen 2 bis 4 beschriebenen Glaselektroden waren bezüglich ihrer Natriumselektivität etwa gleichwertig.
Die im folgenden Beispiel 5 beschriebene natriumspezifische Glaselektrode hingegen wies etwas schlechtere Eigenschaften auf: Beispiel 5:
Zusammensetzung der Glasmembran einer natriumspezifi schen Glaselektrode:
009830/0607 BAD Of?(G'NAL
20,0 Mol-$ Al 0
0,5
10,5 Mbl-# 69,0 Mol-Ji
- 5 - BAD ORIGINAL
009830/0607

Claims (10)

Patentansprüche
1. Glaselektrode, die eine ionenspezifische Glasmembran aufweist, wobei das Glas der Membran Siliziumdioxid und mindestens ein Alkalimetalloxid enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas der kationenspezifischen Glasmembran 0,5 25 Mol-$ Ga 0 ,bezogen auf die gesamte Glaszusanimensetzung und gegebenenfalls Al0O in einer solchen Menge enthält, dass die Summe der MoI-Jo aus Al 0 und Ga 0 nicht mehr als 25 Mol- %, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung beträgt.
2. Glaselektrode, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine natriumspezifische Glasmembran aufweist, wobei das Glas der Membran Lithiumoxid in einer Menge von weniger als 20 MoI- fo, vorzugsweise in einer Menge von 10,5 bis 11 Mol$, bezogen auf die MoI-^o der gesamten Glas zusammensetzung enthält.
3. Glaselektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Glasmembran aufweist, die im wesentlichen frei von Erdalkalimetalloxiden ist.
4. Glaselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Glasmembran aufweiat, die BO enthält, vorzugsweise in einer Menge von 6 Mol-$ Bo0„, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung der Glasmembran.
5. Glaselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, dass sie sowohl Ga O als a;ch Al O enthält, wobei das molare Verhältnis von Al O zu Ga O über 1 liegt.
6. Glaselektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Glasmembran aufweist, in der das molare Verhältnis von Al O zu Ga O im Bereich von 6:1 bis 40:1 liegt.
7. Glaselektrode nach einem der Ansprüche 2 bis 6,dadurch gekennzeichnet, dass sie eine natriumspezifische Glasmembran enthält, bei der das molare Verhältnis von Li?0 zu Ga 0„ über 1 liegt und vorzugsweise 5,5 beträgt.
0 0 9 8 3 0 /.0(6 0 7
^3d-fti.taruiwiÄt.tMi=. BAD 0R|Q,NAL
8. Glaselektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine natriumspezifische Glasmembran aufweist, die 11 MoI-St Li0O, 6 Mol-jG BO., 12 MoI-Ji Al0O q und 2 Mol-# Ga 0 enthält, wobei der Rest auf 100 Mol-# im wesentlichen aus SiO? besteht.
9. Glaselektrode nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eie eine laliumspezifische Glaselektrode aufweist, wobei das in ihr enthaltene Alkalimetalloxid KO ist.
10. Glaselektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kaliuraspezifische Glasmembran bis zu 20 Mol-% KO enthält.
11,Glaselektrode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die kaliumspezifische Glasmembran 20 Mol-# K_0 und 5 Mol-$ Ga„0_ enthält, wobei der Rest auf 100 MoI-Ji im wesentlichen SiO ist.
BAD ORIGINAL
009830^0607
DE19661596982 1965-06-21 1966-06-18 Glaselektrode mit einer alkaliionen spezifischen glasmembran relativ niedriger erweichungstemperatur Pending DE1596982B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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CH864565A CH449187A (de) 1965-06-21 1965-06-21 Glas zur Herstellung von ionenspezifischen Elektroden

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DE1596982A1 true DE1596982A1 (de) 1970-07-23
DE1596982B2 DE1596982B2 (de) 1971-07-29

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ID=4343024

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DE19661596982 Pending DE1596982B2 (de) 1965-06-21 1966-06-18 Glaselektrode mit einer alkaliionen spezifischen glasmembran relativ niedriger erweichungstemperatur

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CH (1) CH449187A (de)
DE (1) DE1596982B2 (de)
GB (1) GB1154573A (de)
SE (1) SE325380B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282079A (en) * 1980-02-13 1981-08-04 Eastman Kodak Company Planar glass ion-selective electrode

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282079A (en) * 1980-02-13 1981-08-04 Eastman Kodak Company Planar glass ion-selective electrode

Also Published As

Publication number Publication date
GB1154573A (en) 1969-06-11
SE325380B (de) 1970-06-29
DE1596982B2 (de) 1971-07-29
CH449187A (de) 1967-12-31

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