DE1598088B2 - Messanordnung zur bestimmung einer reduzierenden gasstroemungskomponente - Google Patents

Description

der reduzierenden Gasströmungskomponente auch bei niedrigen Konzentrationen in wirksamer und wenig aufwendiger Weise durchzuführen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Elektrodensystem zur elektrolytischen Erzeugung von freiem Halogen mit dem Elektrolyten der galvanischen Zelle in Verbindung steht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei Abwesenheit der reduzierenden Gasströmungskomponente wird im Gleichgewichtszustand durch die galvanische Zelle ein konstanter Strom erzeugt, wobei durch den galvanischen Prozeß das freie Halogen wieder zu Halogenid reduziert wird. Bei Hinzufügung der reduzierenden Gasströmungskomponente wird mindestens ein Teil des freien Halogens bereits durch die Gasströmungskomponente reduziert und somit dem galvanischen Prozeß entzogen, so daß der galvanische Strom abnimmt und diese Abnahme ein Maß für die Konzentration der reduzierenden Gasströmungskomponente liefert. Die reduzierende Gasströmungskomponente Λ kann damit kontinuierlich bestimmt werden, ohne daß ein übermäßiger apparativer Aufwand erforderlich wäre.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. In den Figuren zeigt

F i g. 1 eine grafische Darstellung des Ausgangssignales der Meßanordnung,

F i g. 2 eine teilweise geschnittene bevorzugte Ausführungsform.

Bei der bevorzugten Ausführungsform sind drei Elektroden in einer Zelle vorgesehen und durch eine neutralgepufferte Halogenidlösung verbunden. Eine der Elektroden ist zweckmäßigerweise ein Platindraht, und die zweite Elektrode ist eine bipolare Elektrode, vorzugsweise Aktivkohle, und die dritte Elektrode besteht aus einem inerten leitenden Material wie Graphit (nichtaktiver Kohlenstoff). An den Platindraht und die aus Aktivkohle bestehende bipolare Elektrode ist eine Stromquelle angeschlossen, die eine coulometrische Generatorzelle zur Erzeugung eines konstanten Niveaus an freiem Halogen in dem Elektrolyten bildet. Der Platindraht bildet die Anode und die Aktivkohle die Kathode der elektrolytischen Zelle. Die aus Aktivkohle bestehende Elektrode bildet auch die Anode einer galvanischen Meßzelle, deren Kathode aus Graphit

ίο besteht.

In der Zelle wickeln sich drei Prozesse ab, nämlich ein elektrolytischer Prozeß, ein chemischer Prozeß und ein galvanischer Prozeß, von denen jeder stöchiometrisch ist. Der elektrolytische Prozeß besteht darin, daß ein Generatorstrom /₀ zwischen der aus einem Platindraht bestehenden Anode und der aus Aktivkohle bestehenden bipolaren Elektrode erzeugt wird, der mit einer Erzeugung eines freien Halogens verbunden ist. Der Strom z₀ muß mindestens ebenso groß sein oder

größer sein als das Äquivalent der Zuführungsrate von SO₂ oder der anderen reduzierenden Komponente der Gasströmung. Der zweite Prozeß ist eine chemische Reaktion, bei der SO₂ ,das in die Zelle eingeführt wird, einen Teil des Halogens verzehrt, das durch den elektrolytischen Prozeß geliefert wird, so daß sich ein Rest eines freien Halogens in dem Elektrolyten weiter befindet. Der dritte Prozeß besteht darin, daß der Halogenrest an der Graphit-Kathode der galvanischen Zelle reduziert wird und auf diese Weise vollständig der Halogenrest verbraucht wird und ein galvanischer Strom ζ erzeugt wird. Der Unterschied zwischen Z₀ und ζ ist proportional der Rate, mit der SO₂ der elektrolytischen Zelle zugeführt wird und daher ein Maß für die Konzentration von SO₂ in der Gasströmung.

Die sich ergebenden chemischen und elektrochemischen Reaktionen können, unter der Annahme, daß der Elektrolyt ein Jodid als Halogenid enthält, wie folgt dargestellt werden:

Chemische Reaktion: SO₂ + I₂ + 2H₂O -^H₂SO₄ + 2HI

4- Anode (Platindraht) 2I~

/₀ (elektrolytischer Prozeß):

- bipolare Aktivkohle C + H₂O ===== "CO" + 2H⁺

ζ (galvanischer Prozeß): \ + Kathode Graphit 2I~ ^- I₂

In der vorstehenden Gleichung bedeutet "CO" nicht Kohlenmonoxyd, sondern ein Oberflächenoxyd von Kohlenstoff von einer schlecht definierbaren Formel, die sich durch Reduktion in dem elektrolytischen Prozeß zu Aktivkohle zurück ergibt. Da sämtliche drei Prozesse, der elektrolytische Prozeß, der chemische Prozeß und der galvanische Prozeß, stöchiometrisch verlaufen, ergibt sich eine quantitative Beziehung für den Gesamtprozeß. Entsprechend dem Faradayschen Gesetz besteht die nachfolgende Beziehung:

i₀- / = 0,134 F X (1)

In der vorstehenden Gleichung ist F die Strömungsgeschwindigkeit der Gasströmung in ml/Minuten, gemessen bei 20⁰C und einer Atmosphäre, und X die Konzentration der reduzierenden Komponente in der Gasströmung, gemessen in Volum-Einheiten pro einer Million. Man sieht daher, daß bei Abwesenheit von SO₂, wenn X gleich O ist, /₀ gleich ζ ist. Daher ist die Größe des galvanischen Grundlinienstromes identisch mit dem elektrolytischen Strom. Mit anderen Worten wird das gesamte in der elektrolytischen Zelle erzeugte Jod zu Jodid in der galvanischen Zelle zurückgebildet oder, mit anderen Worten, der aufgewendete elektrolytische Strom wird vollkommen als galvanischerStrom wiedergewonnen. Wenn indessen SO₂ in der Gasströmung vorhanden ist, wird ein Teil des freien Jodes in dem Elektrolyten chemisch reduziert und dementsprechend der galvanische Strom verringert. Diese Stromverringerung Z₀ — ζ des Grundlinienstromes z₀ stellt coulometrisch die Zugaberate von SO₂ in der Zelle dar.

Wenn man daher lediglich die Durchflußrate der Gasströmung durch die Apparatur beachtet und die Stromabnahme z'_o — / ist, so ergibt sich ein direktes Maß der Konzentration der reduzierenden Gaskomponente in der Gasströmung. Eine typische Aufzeichnung des Ausgangsstromes der galvanischen Zelle, bei der SO₂ einer Gasströmung zugegeben wurde, ist in F i g. 1 wiedergegeben. Man sieht, daß in der Anordnung SO₂ oder eine andere reduzierende Komponente einer Gas-

strömung, die im Stande ist, ein Halogen in einem Elektrolyten zu reduzieren, kontinuierlich angezeigt werden kann, ohne daß eine Eichung der Meßanordnung erforderlich ist oder daß Vergleichsubstanzen oder eine komplizierte Rückkopplungsschaltung Anwendung findet. Es ist bekannt, daß galvanische analytische Anordnungen für die Messung einer Komponente verwendet werden können, die vorübergehend aus einer chromatographischen Trennsäule austreten, und dies gilt auch für die beschriebene Anordnung. In diesem Fall würde eine negative Spitze aufgezeichnet werden, deren Fläche stöchiometrisch in Beziehung steht zu der Menge der vorrübergehend auftretenden reduzierenden Komponente.

In F i g. 2 besteht das Dreielektroden-System aus einer Kathode 12 einer galvanischen Zelle, einer bipolaren Elektrode 14, die die Anode der galvanischen Zelle bildet und die Kathode der elektrolytischen Zelle, und einer Anode 16 der elektrolytischen Zelle. Die Kathode 12 der galvanischen Zelle ist in einem nach oben sich erstreckenden Teil 18 untergebracht, an dessen unterem Ende 20 eine weitere Kammer 22 mittels einer Glasverbindung 24 angesetzt ist, wobei der Verbindungsteil 24 mit dem nach oben sich erstreckenden Teil 18 und dem Gefäßraum 22 mittels aus Kunststoff bestehender Muffen 26 und 28 in Verbindung steht. Der obere Teil 18 des Apparates ist an den oberen bzw. unteren Enden mit einer Leitung 29 verbunden, die durch ein schraubenförmig geführtes Rohr 30 als Reaktionsabschnitt gebildet wird, in dem in Blasenform das Gas nach oben steigt. Für die zu untersuchende Gasströmung ist eine Zuleitung 32 in Form eines Kapillarrohres am unteren Ende des zum Aufsteigen des Gases vorgesehenen Steigrohres 30 vorgesehen, gerade oberhalb der Anode 16 der elektrolytischen Zelle, bei der Jod in dem Elektrolyten 34 der Zelle gebildet wird. Der Teil des Apparates oberhalb der Verbindungsstelle des Steigrohres 30 mit dem oberen Ende des sich nach oben erstreckenden Teiles 18 enthält eine Gastrennkammer 36, die die .Trennung der Gasströmung von dem Elektrolyten gestattet, nachdem das SO₂ in der Gasströmung vollständig mit dem Elektrolyten in dem Steigrohr 30 reagiert hat. Das obere Ende der Trennkammer 36 enthält eine Ableitung 38, die zu einem Strömungsmeßgerät 40 und einer Saugvorrichtung 42 führt. Die Trennkammer 36 enthält ferner eine Öffnung 44, die durch eine aus Kunststoff bestehende Kappe 46 verschlossen ist.

Die Kathode 12 des galvanischen Stromkreises kann aus inaktivem, aus Kohlenstoff bestehendem Fasermaterial bestehen, beispielsweise Graphittuch oder Graphitfilz oder Graphitfasern, die Elektrode kann auch aus einem Gewebe eines edlen Materials, beispielsweise Platin bestehen. Besteht die Kathode aus Graphittuch oder Graphitfilz, so können diese Materialien in Form eines Wickels oder eines das Gefäß 18 durchsetzenden porösen Körpers verwendet werden. Es kann auch Graphitmaterial mit einem katalytisch aktiven Material, beispielsweise Platin überzogen werden, um den Arbeitsbereich der Zelle zu vergrößern. Die Graphitfäden, die in der Zeichnung dargestellt sind, sind indessen besonders geeignet, da sie eine große Oberfläche im Kontakt mit dem Elektrolyten bilden, der den Gefäßteil 18 durchsetzt. Das eine Ende eines Platindrahtes 48 ist um das obere Ende der Graphitfäden der Kathode 12 gewickelt und bildet eine Art Quaste. Das andere Ende des Drahtes 48 ist mit dem Platindraht 50 verbunden, der in die Glaswand an der Nähe der Austrittsstelle der Zelle eingeschmolzen ist. Die Zelle ist hinreichend mit einem Elektrolyten 34 angefüllt, so daß, wenn der Elektrolyt zirkuliert, die Kathode 12 vollständig untergetaucht ist.

Der Teil 22, der die bipolare Elektrode 14 enthält, ist von der Form einer Flasche und hat einen Platindraht 52, der die Glaswandung des Gefäßteiles durchsetzt. Der Draht ist mit einem zweiten Platindraht 54 verbunden, der in das Graphittuch 56 eingewebt ist und

ίο in einem Bett bestehend aus Aktivkohle eingetaucht ist, die die bipolare Elektrode 14 bildet, so daß sich ein Elektrodenanschluß der Elektrode 14 an den Außenstromkreis ergibt. Die Aktivkohle ist in Form eines Schlammes durch Untermischen feiner Aktivkohle mit dem Elektrolyten der Teile gebildet. Es ist wichtig, daß die Kohle 14 Aktivkohle ist, d. h., daß sie an der chemischen Reaktion in der Zelle teilnimmt und nicht nur elektrisch leitend ist. Zuführungen 58 und 60 verbinden die Platindrähte 52 und 50 mit dem Galvanometer 62, welches das Strommeßmittel zum Messen des in der galvanischen Zelle erzeugten Stromes bildet, wobei die galvanische Zelle aus der Kathode 12 und ( der bipolaren Elektrode 14 besteht.
Die Aktivkohle, die die bipolare Elektrode 14 bildet, sollte eine große reaktive Oberfläche haben und die Partikeln, die ohne Kompression das Bett bilden, sollten genügenden Kontakt miteinander haben, so daß eine leitende Kontinuität in dem Bett besteht. Die Elektrode 14 kann auch von der Form eines aus Kohlenstoff bestehenden Fasermaterials sein, wobei das Fasermaterial aktiv sein kann und in Kontakt mit der Aktivkohle sein muß.

Es ist zu beachten, daß die Anforderung an die Aktivkohle als Kathode für den Strom i₀ des elektrolytischen Kreises nur dann durch die Forderung als Anode für den Strom / des galvanischen Stromes aufgehoben wird, wenn kein SO₂ oder keine andere reduzierende Komponente in der Gasströmung vorhanden ist. Im anderen Falle ist die Anforderung an die bipolare Kohlenstoffelektrode als Kathode größer als die Anforderung als Anode, so daß im Gesamteffekt die Oxydoberfläche an dem Kohlenstoff sich mit dem Maße Z₀ — i verbraucht. Da der Vorrat an Oxydoberfläche nicht unbegrenzt ist, ist im Prinzip die Lebensdauer der bipolaren Elektrode nicht unbegrenzt. Je mehr Oxydoberfläche der Elektrode zu Beginn vorliegt, um so größer ist die Gesamtmenge an reduzierender Komponente, die die Zelle absorbieren kann, bevor sie erschöpft ist. Unter praktischen Verhältnissen ist die Lebensdauer der bipolaren Elektrode mehrere Monate, möglicherweise Jahre.

Statt Aktivkohle zu verwenden, d. h. statt die Systemoberfläche Oxyd-Kohlenstoff auszunutzen, können auch Silber, Silberchlorid-Systeme oder Kalomel-Quecksilber-Systeme verwendet werden. Wenn keine reduzierende Komponente in der Gasströmung vorliegt, so wird die elektrolytische Reduktion von Silberchlorid nicht vollständig durch die galvanische Oxydation des Silbermetalls ausgeglichen, und ähnlich wird, bei einem Kalomel-Quecksilber-System, mehr Kalomel zu Quecksilber reduziert als Quecksilber zu Kalomel oxydiert wird. Dementsprechend nimmt insgesamt der Salzanteil ab, und es nimmt im Verlauf die Metallmenge in der Zelle zu. Es ist daher ratsam, um eine hohe Lebensdauer zu erzielen, in der Zelle reichlich Silberchlorid oder Kalomel in innigem Kontakt mit Silber ober Quecksilber vorzusehen. Es ist zu beachten, daß der Teil des Silberchlorides oder des Kalomel, der von

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den Elektronen des Außenstromkreises erreicht wird, an der Graphitelektrode 12 reduziert wird. Das Gas

der maßgebliche Teil ist. durchsetzt die Leitung 32 in der Form eines Gasstrah-

Eine bevorzugte Elektrolytenzusammensetzung der les, der aufbricht und eine Kette Gasblasen in dem

Zelle 10 ist wie folgt: Rohr 30 bildet, wobei die Gasblasen durch kurze Flüs-

Mol/Liter der Lösung ⁵ sigkeitsmengen gemäß F i g. 2 getrennt sind. Bei der

3 Aufwärtsbewegung der Blasenkette erneuert sich stän-

Q QQ2 dig unter Wirbelbildung die Berührungsfläche zwischen

NaH PO 01 ^^{as unc}* lösung, und dadurch wird die vollständige

Na HPO* 01 Lösung der gesamten SO₂-Komponente in der Lösung

^{2 4} ' ίο beschleunigt, und es ergibt sich dadurch eine voll-

Die Natriumsalze können durch entsprechende ständige Reaktion mit Jod. Das Rohr 30 soll hinrei-Kaliumsalze oder Ammoniumsalze ersetzt werden. chende Länge haben, so daß, wenn die Blasen das Die Ammoniumsalze sind stärker in Wasser löslich, und obere Ende des Steigrohres erreichen, alles SO₂ durch es ergibt sich eine geringere Möglichkeit der Bildung das Jod in dem Elektrolyten verbraucht ist. Die Gaseiner Salzkruste an der Seite, wo das Gas in das Gas- 15 strömung und die Flüssigkeitsströmung trennen sich blasensteigrohr 30 eintritt. in der Kammer 36, wobei die erstere durch die Ablei-

Der Zweck der Phosphate in dem Elektrolyten liegt tung 38 und die Saugvorrichtung 42 geleitet wird, in einer Pufferwirkung gegenüber der Entwicklung von während die Flüssigkeit die Graphitkathode 12 entlang-Säure, die sich als Ergebnis der Gesamtreaktion bei wandert und zu dem Punkt zurückkehrt, wo die Gas-Anwesenheit von SO₂ in der Zelle einstellt und weiter 20 strömung durch die Leitung 32 eintritt,
darin, daß in dem zirkulierenden Teil des Elektrolyten Aus der vorgenannten Gleichung (1) ergibt sich, daß, sich ein örtlich erzeugtes Produkt ergibt. Ein Anwach- wenn ein Strom von 500 Milliliter Luft pro Minute sen des Säuregehaltes in dem Kreislauf des Elektrolyten 0,01 Volumteile pro einer Million SO₂ enthält, und der würde zu einem Anstieg von Jod infolge von Oxydation Zelle 10 zugeführt wird, eine Stromabnahme von von Jodid durch den Luftsauerstoff führen, so daß sich 25 0,134 · 500 · 0,01 = 0,67 Mikroampere erzeugt wird, dann ein Störsignal in dem galvanischen Stromkreis er- Bei diesem Gehalt an SO₂ in der Gasströmung sollte geben würde. der elektrolytische Strom auf 1 bis 2 Mikroampere

Die elektrolytische Zelle zur coulometrischen Er- eingestellt werden, damit sich ein Überschuß an freiem zeugung von Jod in dem Elektrolyten umfaßt eine Jod in dem Elektrolyten der Zelle ergibt. Es wurden Platinkathode 16 und die bipolare aus Aktivkohle be- 30 unter diesen Verhältnissen zahlreiche Versuche durchstehende Elektrode 14. Die Kathode 16 hat die Form geführt und die erwarteten coulometrischen Resultate eines Platindrahtes, der in einem Glasrohr 64 einge- erhalten, wobei der Unterschied zwischen den theoreschmolzen ist, das mit einem Teil der Zelle 66 verbun- tischen Resultaten und den Versuchsergebnissen ungeden ist, welches vom unteren Ende des Zirkulations- fähr ± 5 % war.

kreises 29 unterhalb des Steigrohres 30 sich heraber- 35 Die bevorzugte Ausführungsform, wie sie oben bestreckt. Das Rohr 64 ist mittels einer aus Kunststoff schrieben wurde, verwendet nur drei Elektroden, und bestehenden Muffe 68 mit dem nach unten sich erstrek- eine Elektrode ist bipolar, es ist jedoch zu beachten, kenden Teil 66 verbunden. Der Platindraht 16 liegt ge- daß die reduzierende Gaskomponente auch bestimmt rade unterhalb der Stelle, an der das zur Zuführung der werden kann, wenn man getrennte Elektrodenpaare für zu untersuchenden Strömung vorgesehene Rohr 32 an 40 das elektrolytische System verwendet und die Anorddas den Kreislauf bildende Rohr 29 angesetzt ist, so nung nicht so ausgebildet ist, daß das elektrolytische daß Jod, welches in der elektrolytischen Zelle gebildet System und das galvanische System eine Elektrode gewird, unmittelbar mit der reduzierenden Komponente meinsam haben.

der Gasströmung, die in die Zelle eintritt, reagieren ... Bei der Bestimmung von SO₂ in Luft können andere

kann. Die beiden elektrolytischen Elektroden 14 und 45 Verunreinigungen der Luft, wie beispielsweise Ozon,

16 sind durch einen Leiter 70 miteinander verbunden, die Bestimmung von SO₂ stören. Um einen Fehler, der

in den eine Stromquelle 72 und ein veränderbarer auf die Anwesenheit von Ozon zurückgeht, zu vermei-

Widerstand 74 und ein Mikroamperemeter 76 einge- den, kann in der Zuführungsleitung eine Ausspülvor-

schaltet sind. Im Betrieb der Anordnung liefert die richtung für Ozon an einer Stelle vorgesehen sein, bevor

Gasströmung, die in die Zelle gerade oberhalb der 50 die Gasströmung das Gasaufsteigrohr 30 erreicht. NO₂

Generatorelektrode 16 eintritt, eine Pumpwirkung, die stört die SO₂-Messung nur wenig, während NO über-

zur Zirkulation des Elektrolyten durch das Steigrohr30, haupt keine Störung bewirkt. Dementsprechend ist die

wo die reduzierende Komponente der Gasströmung Anordnung besonders geeignet für die Messung von

einen Teil des in der elektrolytischen Zelle gebildeten SO₂ in Luft, kann jedoch auch verwendet werden, um

freien Jods reduziert, und durch den Kathodenraum 18 55 andere reduzierende Komponenten selektiv anzuzeigen,

der galvanischen Zelle führt, wo der restliche Teil Jod wenn störende Komponenten entfernt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche: nurigsquelle (72) und ein Strommeßinstrument (76) vorgesehen sind.

1. Meßanordnung zur Bestimmung einer reduzierenden Gasströmungskomponente, insbesondere zur Bestimmung von SO₂, unter Verwendung einer einen Halogenid-Elektrolyten enthaltenden galvanischen Zelle, deren eine Elektrode aus einem inerten stromleitenden Material und deren zweite Elektrode aus einem Material, das der Gruppe aktive Kohle, Silberchlorid und Kalomel angehört, bestehen und deren elektrischer Strom von dem in der galvanischen Zelle herrschenden Halogengehalt abhängt, wobei die Gasströmungskomponente zur Reduktion des Halogens im Elektrolyten geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrodensystem (14, 16) zur elektrolytischen Erzeugung von freiem Halogen mit dem Elektrolyten der galvanischen Zelle in Verbindung steht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolytisch wirksame Elektrodensystem (14, 16) aus einer (14) der Elektroden (12,14) der galvanischen Zelle und einer an sich bekannten zusätzlichen dritten Elektrode (16) besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Elektrolyten kontinuierlich durchflossene ringförmig geschlossene Leitung (18, 30) vorgesehen ist und daß diese Leitung (18, 30) eine Anschlußleitung (32) zur Einführung der zu untersuchenden Gasströmung, einen Reaktionsabschnitt (30) solcher Länge, daß die zu bestimmende Gaskomponente vollständig unter Reduktion des Halogens in dem Elektrolyten zu einem Halogenid reagiert, ferner die erste Elektrode (12) der galvanischen Zelle und die zusätzliche dritte Elektrode (16) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ringförmig geschlossenen Leitung (18, 30) zwischen dem Reaktionsabschnitt (30) und der ersten Elektrode (12) der galvanischen Zelle ein Trennungsraum (36) zur Abtrennung der Gasströmung von dem Elektrolyten vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsstelle der Anschlußleitung (32) der Gasströmung unterhalb des genannten Trennungsraumes (36) liegt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (14) der galvanischen Zelle in einer Kammer (22) außerhalb der ringförmig geschlossenen Leitung (30,18) und stromabwärts von der ersten Elektrode (12) der galvanischen Zelle angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche dritte Elektrode (16) aus Platin besteht.

8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (12) der galvanischen Zelle aus einem Edelmetall oder aus Graphit besteht.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (50, 60, 58, 52, 70) der Elektroden (12, 14, 16) zu einem gemeinsamen Anschlußpunkt zusammengeführt sind und in der von dem Anschlußpunkt zu der dritten Elektrode (16) führenden Zuleitung (70) eine diese Elektrode (16) positiv vorspannende Span-Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßanordnung

ίο zur Bestimmung einer reduzierenden Gasströmungskomponente, insbesondere zur Bestimmung von SO₂, unter Verwendung einer einen Halogenid-Elektrolyten enthaltenden galvanischen Zelle, deren eine Elektrode aus einem inerten stromleitenden Material und deren zweite Elektrode aus einem Material, das der Gruppe aktive Kohle, Silberchlorid und Kalomel angehört, bestehen und deren elektrischer Strom von dem in der galvanischen Zelle herrschenden Halogengehalt abhängt, wobei die Gasströmungskomponente zur Re- duktion des Halogens im Elektrolyten geeignet ist.

Derartige zur Reduktion von Halogen in einem Elektrolyten geeignete Komponenten sind außer Schwefeldioxyd beispielsweise Schwefelwasserstoff, Mercaptan, Hydrazin, Aldehyde und Olefine. Es ist bekannt, daß Schwefeldioxyd ein sehr gefährliches Reizmittel ist, welches die Luft vergiftet. Schwefeldioxyd bildet ferner einen wichtigen korrodierenden Bestandteil der bei der Verbrennung auftretenden Gase, da viele Brennstoffe Schwefel enthalten. Es besteht daher ein Bedürfnis, in billiger und wirksamer Weise das Auftreten von Schwefeldioxyd anzuzeigen. Zur Bestimmung der Konzentration von Sauerstoff in Gasen ist es bereits bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 057 359), hierfür eine galvanische Zelle zu verwenden und mit Hilfe eines elektrolytischen Prozesses Komponenten dieser galvanischen Zelle zu regenerieren. Bei dieser bekannten Anordnung dient eine Hilfsanode dazu, Sauerstoff zu erzeugen zwecks periodischer Regenierung der Anode der galvanischen Zelle.

Zur Bestimmung von Sauerstoffspuren in Gasen ist es ferner bekannt (deutsche Gebrauchsmusterschrift 1 826 423), eine galvanische Zelle zu verwenden, deren Elektrolyt aus einem Elektrolytenvorratsgefäß ständig erneuert wird, so daß die Konstanz der Zusammensetzung der Elektrolytflüssigkeit gewährleistet ist. Bei der Erfindung wird von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß ein Halogen in einer Gasströmung dadurch bestimmt werden kann, daß die Strömung einer galvanischen Zelle zugeführt wird, in der sich eine Anode aus Aktivkohle oder, in einigen Fällen, Silber oder Quecksilber und ferner eine Kathode aus einem inerten leitenden Material befinden, wobei die Elektroden durch eine neutral gepufferte Halogenid-Elektrolytenlösung verbunden sind. Wenn die das Halogen enthaltende Gasströmung sich in dem Elektrolyten lösen kann und über die Kathode geleitet wird, so wird die aus Kohle bestehende Anode elektrochemisch oxydiert. Die freie Oxydationsenergie der aus Kohlenstoff bestehenden Anode und die Reduktion des Halogens zu einem Halogenid wird in elektrische Energie umgewandelt. Der zwischen den Elektroden erzeugte Strom ist ein Maß für die Zuführungsrate des Halogens und steht mit dieser Zuführungs- rate durch das Faraday-Gesetz im Zusammenhang.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die kontinuierliche Bestimmung