DE1768383U

DE1768383U - Elektrolysenzelle zur durchfuehrung polarographischer bestimmungen im mikrobereich.

Info

Publication number: DE1768383U
Application number: DE1957S0025243
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-10-24
Filing date: 1957-10-24
Publication date: 1958-06-12

Description

Elektrolysenzelle zur Durchführung polarographischer Bestimmungen im Mikrobereich Die Anforderungen an die chemische Analyse in Bezug auf die Erfassung und Bestimmung kleiner substanzmenge sind in letzter Zeit erheblich gesteigert worden. Es handelt sich dabei nicht nur um die Untersuchung von seltenen oder wertvollen Substanzen oder von biologischen Proben, die nur'in kleiner Menge zur Verfügung stehen, sondern auch um die Analyse von Verunreinigungsepuren in hochreinen Stoffen, zum Beispiel

inHalbleitern.

;

Diese Aufgaben führen zu dem Problem, die bekannte polarographische

Methode auf die Untersuchung noch kleinerer Konzentrationen und Mengen

auszudehnen. Die. vorliegende neue Elektrolysenzelle wird dieser Forderung in hohem Maße gerecht. Sie eignet sich zur Durchführung polarographischer Bestimmungen im Mikrobereich, und zwar für Lösungsvolumina bis zu 0, 03 cm3 herab. Die neue Lösung besteht darin, daß als eine Bezugselektrode eine unpolarisierbare, durch ein Diaphragma vom Kathodenraum getrennte Gegenelektrode vorgesehen und das Diaphragma mit Hilfe eines Schiffes auswechselbar ist. Als Diaphragma eignet sich besonders ein Tondiaphragma, das in der Spitze des Schliffkernes angeordnet, z. B. eingeschmolzen, ist.

Zur weiteren Erläuterung der neuen Elektrolysenzelle wird auf die Zeichnung hingewiesen : Mit 1 ist das Kathodengefäß bezeichnet, das den Kern der Elektrolysenzelle darstellt. An seinem unteren Teil ist das Kathodengefäß zu einem Rohr verengt mit einer lichten Weite von etwa 3 mm. Dieser Teil

bildet den eigentlichen Kathodenraum. Er ist mit einer Schliffhülse

t

versehen, die bei 2 angegeben ist. Im Anschluß an den Kathodenraum

weist das Kathodengefäß einen Schliffhahn und einen Schliffansatz

auf, die mit 3 und 4 bezeichnet sind. Der obere Teil des Kathodengefäßes bildet einen Schliffansatz zur Aufnahme des Schliffdeckels 5. f Durch diesen werden die Tropfelektrode 6 und die Gaseinleitungskapillare 7 in den Kathodenraum eingeführt und gleichzeitig gehaltert.

Außerdem weist der Schliffdeckel einen Anschluß für die Gasableitung auf ; er ist mit 8 bezeichnet. In der Schliffhülse 2 ist der Schliffkern 9 eingesetzt, der über den Elektrolyt 10 mit der als Kalomel-Elektrode ausgeführten Gegenelektrode 11 in Verbindung-steht. Als

Elektrolyt kann z. B. eine gesättigte KCl-Lösung verwendet werden. Im

Schliffkern ist ein Diaphragma angeordnet, z. B. eingeschmolzen ; be-

"

vorzugt wird ein Tondiaphragma in einer Dicke von 1mm verwendet.

An den Schliffansatz des Kathodengefäßes (4) ist über den Schlauch 12

des Niveaugefäß 13 angeschlossen. Durch dieses kann über die Quecksilbersäule (14) die Flüssigkeit im Kathodenraum verschoben werden ; ein mechanischer Verstellmechanismus ist gestrichelt angedeutet. Das Bodenquecksilber (14) kann auch als Gegenelektrode benutzt werden. Die zu untersuchende Probe ist bei 15 angedeutet.

Zum Auswechseln der Probe wird der Hahn 3 und der Hahn am Niveaugefäß (16) geschlossen und die elle am Schliff 4 abgenommen.
Es empfiehlt sich, als Tropfkapillare eine spitz ausgezogene Kapillare zu verwenden, bei der das Tropfgewicht nicht zu groß ist, z. B. eine Kapillare, die bei einer Tropf zeit von 4 sec.. eine Ausflußgeschwindigkeit von 0,8 mg/sec. aufweist. Um während des Polarographierens eine Gaszuführung zu ermöglichen, kann das Kathodengefäß mit einem Gaszuführungsstutzen (17) ausgeführt sein.
Wie oben schon angegeben ist, ermöglicht die neue Elektrolysenzelle die polarographische Untersuchung sehr kleiner Lösungsmenge, herab bis zu 0,03 cm3. Da sie die Bestimmung des Grenzstromes ermöglicht, eignet sie sich auch zur quantitativen Analyse. Die unpolarieierbare getrennte Bezugselektrode ermöglicht die Bestimmung von Halbstufenpotentialen, und zwar auch nach der Dreelektrodenschaltung, bei der die Gegenelektrode durch das Bodenquecksilber gebildet und die Spannung zwischen Tropfelektrode und Kalomel-Elektrode stromlos gemessen wird ; ferner ermöglicht sie millicoulometrische Bestimmungen bei konstantem Potential. Ein weiterer Vorteil der neuen Elektrolysenzelle besteht darin, daß durch den auswechselbaren Diaphragmateil eine leichte Handhabung und Reinigung der Zelle möglich ist. Hierdurch unterscheidet sich die neue Zelle vorteilhaft von bekannten ähnlichen Einrichtungen, die für den Mikrobereich nicht geeignet sind.
Um die Benetzung der Glaswandung im Kathodenraum und das Eiuaugen der zu untersuchenden Lösung in den Diaphragmaschliff zu verhindern,-

sind die entsprechenden Glasteile silikonisiert. Hierzu kann'ein

handelsübliches Silikonöl verwendet und durch Eondensationbei'/

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25000 im Trockenofen aufgebracht werden,

Die neue Elektrolysenzelle ermöglicht die Bestimmung von Grenzströmen mit einer Reproduzierbarkeit von ~ 3% bei einem Lösungseinsatz von 0, 05 cm'und die Bestimmung der Halbstufenpotentiale bis auf ~ 1 mV. 4 Schutzansprüche 1 Figur

Claims

Schutzansprüche 1. Elektrolysenzelle zur Durchführung polarographischer Bestimmungen im Mikrobereich, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Bezugselektrode eine unpolarisierbare, durch ein Diaphragma vom Kathodenraum getrennte Gegenelektrode vorgesehen und das Diaphragma mit Hilfe eines Schliffes auswechselbar ist.
2. Elektrolysenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tondiaphragma vorgesehen und in der Spitze des Schliffkernes angeordnet z. B. eingeschmolzen, ist.
3. Elektrolysenzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als unpolarisierbare Gegenelektrode eine Kalomel-Elektrode vorgesehen ist.
4. Elektrolysenzelle nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaswandung des Kathodenraumes und des angrenzenden Diaphragmaschiffes silikonisiert ist.