DE2034176A1 - Vorrichtung und Verfahren fur Prazisionsmessungen von Wasserstoff und anderen Ionenkonzentrationen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren fur Prazisionsmessungen von Wasserstoff und anderen IonenkonzentrationenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE H/2
DR.-1NG. WOLFF, H. BARTELS, _ " 8 ÄSSSiroäS
DR. BRANDES, DR.-ING. HELD telefon, pn) 2*3297
Reg.Nr. 122 471
EASTMAN KODAK COMPANY, 343 State Street,. Rochester;
Staat New York» Vereinigte Staaten von Amerika
Vorrichtung und Verfahren für Präzisionsmessungen γοη
Wasserstoff- und anderen lonenkonzentrationen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung'für'Präzisionsmes
sungen, von Wasserstoff- und anderen ionenlconzentrationen.
in einer Testlösung» die besteht aus -einer ersten Zuführungsleitung
zur- Einführung der zu messenden Testlösung, einer'
ersten-Halbzelle, die eine, mit der. Testlösung in Berührung
-.kommende Elektrode aufweist» ■ einer zwei ten Zuführungsleitung
zur Einführung einer Vergleichslösung bekannter Konzentration
und Zusammensetzung und einer zweiten HaIbSeIIe9 die eine . ■'
mit der Vergloi idösung in Berührung kommend© Elektrode aufweist»
sowie ein Verfahren .zur' Messung der Wasserstoff™
oder eiaor «!»«.euciii löüCitLonzeatratioa ei»i©z? ?©silosung unter
IHc ibr if aiii t tit t ''iT„j.tL,!( i£cn ac iTcr£c trou ?in l7rc
i'f"*I*i "1Jl, Uw- t f\*' '^?ie Ij'. "* ti."€5 ' i"" uü) <^tT<
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ι «{»* . T, j" r r itnrcu w pi .1 * ο o"- " IclcIerlS-
BAD ORIGINAL
1. Eine hohe Wahrscheinlichkeit,, daß die Elektrode bei der
Bedienung zerbricht oder falsch anzeigt;
2. eine sehr beschränkte Kontrolle der Temperatur der ver- wendeten
Meßlösungen, da diese normalerweise in offenen Gefäßen enthalten sind;
3. ein Auftreten vor Schwankungen in dem gemessenen Potential
■bei den üblicherweise verwendeten Kalomel-Elektroden-Voxrichtungen,
die durch einen Temperaturanstieg entlang des Schaftes der Kalomelelektrode hervorgerufen werden;
4. Unzuverlässigkeit der erzwungenen $lüs-sigkeitsgrenzflächen-
diffusion, da diese leicht blockiert wird und zu großen
und schwankenden Flüssiglceilsgrensfläehen-Poteatialen führt;
sowie
5. die Möglichkeit der Feranreiaigtisg d@i? Proben 'durch' diw Um»
gebuiig und durd* es.s BsdieBas
Es ist bekannt» daß ruhende ύάΦΤ fließend©-Flüsagkeitsgr-enzflächen
mit freier Bif£i«sioE BQhT sfiabil siaö utid s®hT- gut"
reproduzierbar gs-ascht w©rd@a !sSaaeE^ 4si jedoeli «ii©:-"bislier
zur Erzeugung solcher Gseiigsllleiiea \f©reread,®t@a Yo^irichtungsn
ziemlich umständlich und seiiwierlg sii b®ai@nmi"i"sm®iio Solch©
J ι" £2» 22 CsC^Oi0 W0F0 MeLsgeiij, Bioehia Jo3 309 (1929)
V, fi'ijni tni jr J[^ iri'O^l'; tsfflCQtp .272 ρ -1068' C19S7)'und Ao L.
Ii !,Lpis-OE Γ. Var Λ,ύ iad 1» 'Hi^h©ES0 JoA0G0S00""!^ p 1279/
U'ii j , :' -■ ■ ■■'"
ORlQiNAL
aufweist und eine genaue und wiederholbare Messung von Wasserstoff-
und anderen lonenkonzentrationen erlaubt. Es wurde nun
gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß geeignete Elektroden, beispielsweise eine !Calomel- und eine Glaselektrode,
in einer einzigen Messeinheit zusammengefaßt xirerden,
so daß sie während der Bedienung nicht mehr angefaßt werden müssen.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung für Präzisionsmessungen von Wasserstoff- und anderen lonenkonzentrationen in
einer Testlösung, die aus einer Zuführungsleitung zur Einführung der zu messenden Testlösung, einer ersten Halbzelle, die eine
mit der Testlösung in Berührung kommende Elektrode aufweist, einer
zweiten.Zuführungsleitung zur Einführung einer Vergleichslösung
bekannter Konzentration und Zusammensetzung sowie einer zweiten
Halbzelle, die eine mit der Vergleichslösung in Berührung kommende Elektrode aufweist, besteht und gekennzeichnet ist durch ein
Durchflußrohr 6 , das· die erste Zuführungsleitung 8 und die zweite
Zuführungsleitung 9 an einer im Verhältnis zu den beiden
Elektroden 21, 10 stromabwärts gelegenen Stelle vereinigt und
das die beiden eingeführten Lösungen gemeinsam durchfließen unter Ausbildung einer stabilen Flüssigkeitsgrenzfläche 5 mit freier
Diffusion an der die beiden Flüssigkeiten sich direkt berühren, ohne sich miteinander tu vermischen, wodurch je nach Wasserstoff-
und sonstiger Ionenkonzentration in der Testlösung zwischen den
Elektroden eine meßbare Potentialdifferenz entsteht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Messung der Wasserstoff- oder einer anderen Ionenkonzentration
einer Testlösung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Testlösung
in die Zuführungsleitung 8 und die Vergleichslösung in die Zuführungsleitung
9 dieser Vorrichtung eingeführt werden, daß dann
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beide in das Durchflußrohr 6 geleitet werden, in dem die beiden
Lösungen entlang einer stabilen Flüssigkeitsgrenzfläche 5 miteinander in Berührung kommen, ohne sich jedoch zu vermischen,
und daß mit Hilfe der beiden stromaufwärts vorgesehenen Elektroden 21, 1o die sich als Funktion der lonenkonzentration der
Testlösung einstellende Potentialdifferenz gemessen wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren
1 bis 4 der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
_ Die Figuren 1 und 2 stellen schematische Querschnitte durch
^ zwei bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung
dar;
die Figur 3 zeigt, wie die in den Figuren 1 und 2 dargestellte"
Messvorrichtung durch Einführung der Test- und Vergleichslösungen durch zwei Injektionsspritzen in Betrieb gesetzt wird;
die Figur 4 zeigt eine Injektionsspritze, deren Kolben gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als
Elektrode verwendet werden kann, die in der in den Figuren 1 und
2 dargestellten Vorrichtung entweder die Messelektrode oder die Vergleichselektrode oder beide Elektroden ersetzen kann.
Bei der Messvorrichtung der Erfindung kann es sich um eine Durchflußzelle mit einer Flüssigkeitsgrenzfläche 5 handeln, die
sich in dem Durchflußrohr 6 des Y-förmigen Rohrsystems bildet, das in den, das gesamte Rohrsystem umgebenden, aus einem Acrylharzkunststoff
oder einem anderem geeigneten Material bestehenden Block 7 eingefräst ist. In dem Durchflußrohr 6 vereinigen sich
die erste Zuführungsleitung 8, welche die Testlösung enthält, und die zweite Einführungsleitung 9, welche die Vergleichslösung
bekannter lonenkonzentration enthält und in der die Vergleichselektrode
reversibel angeordnet ist.
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Die Flüssigkeitsleitungen können identische„ Vorzugspreise kleine,
Querschnitte haben« Der Querschnitt kann beispielsweise kreisförmig
sein mit einem Durchmesser von etwa 1,5 mm. (0,060 inch)»
Ein derartig kleiner Querschnitt gibt die Möglichkeit, die Lösung in praktisch vollständigem thermischem Gleicageiiicht zu halten»
Die zweite oder untere !nachführungsleitung 9P in die und durch
die die VergleiehslÖsung .(Vergleichselektrolyt)., beispielsweise
eine.Kaliumchlöridlösung, fließt, steht mit einer -Kalomel-HaIb-.
zelle. 10 in Verbindung, die. in einer in den Gesamtblock 7 ein-
-gef ras ten Aussparung 11 angeordnet ist. Die-Kalomelelektrode M-.2
.(Vergleichs- oder Bezugselektrode), die bekanntlich in dem Vergleichselektrolyten
ein bekanntes, konstantes Potential aufweist,,
ist vorzugsweise .ebenfalls kflIein und hat beispielsweise einen
äußeren Durchmesser von. 3,175 mm (0,12.5 iach) und eine Länge von
6,3SO mm ..{0,25 inch). Diese Elektrode, kann mittels einer Druclcmutter
13 in Zusammenwirlcung mit einer isolierenden Elektrodenkappe*
14 und einem O-Paßdruckring 15 in der richtigen Lage fest-
- gehalten- werden« Nach dem 'Zusammenfn'ß 5 der* beiden Ströme aus "
den Einfürhungslatungen'8 und 9 fließt die Flüssigkeit durch
den Auslaßkanal 16 ab, . ..
Die erste Halbzelle 21 kann eine rohrförmig© Glaselektrode in
* Form einer Durchf-lu-ßkappiHare mit θχεθγ Kappillarglasrohrmembxan
24 sein, so daß keine besondere Aufnahmeseile erforderlich
ist» Diese- Glaselektrode weist einem .Glaskörper--und ©ine innere
Silberelektrode 17 auf, die la eine'■ in dem Ri-agraum'A enthaltene ■
■Pufferlösung "ßit konstantem pH»Wert ©int.aiielii-o Di© Kappillar-
»eiilbfan besteht aus- eines» Glas,- aas füs* Was se^st off ionen" durch= ■
llssig und im Kinde 1 orhUltlich irte ^ie Ilslbgall© 21 ksitin unter.
JuTtimiuiiiii' Filets liTOxy-Zuiniitfifi·1, sze'£qs 18 in einsr Metall-
>|11«ϊβ iO ha1'" ti "i %% 'ibizi 'Ll c SO L „· Insß Zuführungsleitung-J^
ci^' IiiQvr1 L i^ ige ia ©ine in daia-umge-
aC| L-sGrv* f 1^ ι Hilfe QiBQs1 - cl'iohbas -ge·=·
eingeklemmt. Ein Stück Siliconkautschuk 2.2 und ein kleiner Dichtungsring
23 aus Siliconkaut schule können als Dichtung ztvischen derzentral
angeordneten DurchflußÄ«»«*w4e 24 und, der sie umgebenden
Anordnung fungieren. Die Durchflußelektrode 21 und die Kalomelelektrode
10 können auefe aas den sie umgebenden Anordnungen herausgelöst und dann durch flexible Rohre 25 und 25aa wie in der
Figur 2 dargestellt, an diesen befestigt werden0
Bei Betrieb unter "dynamisches" Bedingungen, werden die Testlösung
α und die Vergleichslösung iß ihre jeweiligen Zuführungsleitungen
8 und 9 eingeführt, so daß sie an den Zusammenfluß 6 des Y-förmigen
Leitungssystem,, ¥©rzEgsitf®ise mit gleichen Fließgeschwindigkei-*
ten aufeinander treffen unter Bildung ©iaer fließenden Flüssigkeit^
grenzflache 5. Zur Einführung dai? Messlösimgen. in di® Messvorrichtung
kann eine peristaltisch© Pumpe mit ©in@®i Doppelkanal
verwendet werden» Dadurch wird vermied,©^ daß die hydrostatischen
Flüssigkeitsdrucke der beiden Flüssigkeitsstrom© sorgfältig auf™ ■
einander eingestellt werden arässssi und ©s-wird sich©rgest@llltf
daß eine schafe Grense zwischen der Begugslösuag und 'der Testlösung
aufrechterhalten
Da die peristaltische Pumpe bewirktp daß di® Flüssigkeitsgrenzfläche
etwas pulsiert, wird di@ Messung vorsugsweis© in ruhendem
Zustand, d.h. bei abgeschalteter Pumpe»durchgeführt9 wen» innerhalb
der Zelle eine langgestreckte, ruhend© Flüssigk©itsgrenzfläch©
mit freier Diffusion vorliegto Bei Verwenduag einer laaghabigen
Injektionsspritze oder ©inar anderen Vorrichtung ist es jedoch
möglich»eine vom Pulsieren ziemlich' frei© Strömung zn ergielens so
daß die vorliegende Erfindung gloiehsrmaßasi awek auf ©ine dynamische Flüssigkeitsgrengfläehe sngm'j©rad©t werdan kaaBo Die Elektr©c
den 10 und 21 sißci mit ©iaem übüehea pll-Wörlä^MQSBgerät zur Be=
BAD ORIGINAL
Stimmung des pH-Wertes der Testlösung auf dem Prinzip der Potentialdifferenz
verbunden. Solche Messgeräte sind im Handel erhältlich. . ' - ' . . . .
In der Figur 3 der beiliegenden Zeichnung ist eine andere bevorzugte
Äusführungs form der Erfindung dargestellt, in der zwei mit Kolben versehene Injektionsspritzen 26 und 27 verwendet werden,
die unabhängig zum Spülen entweder der ersten oder der zweiten Halbzelle oder zusammen zur gleichzeitigen Durchleitung der Testlösung
und der Vergleichslösung durch die jeweiligen Elektroden verwendet werden können.
Mit Hilfe der Ventile 28 und 29 können die Injektionsspritzen gefüllt -werden, anschließend werden diese geschlossen, während
die Kolben in Bewegung gesetzt werden, um die Lösungen in die
Zelle zu drücken.
Bei der in der Figur 4 der beiliegenden Zeichnungen dargestellten
bevorzugten Äusführungsform der Erfindung wird eine herkömmliche
Kolbenglaselektrode verwendet, die anstelle der in den Figuren - bis „3 , "■ . purchflußelektr,ode ηΛ . , ' , ,
1 dargestellten ae^duig 21 .s- tttgrtarcir-
f als Kolben der Injektionsspritze 26 zum Einpumpen
der Testlösung verwendet werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, daß anstelle der Elektrode 1O9 die
mit der Vergleichslösung in Berührung steht, auch der zum Einpumpen
der Vergleichslösung, wie in Figur 4 dargestellt, verwendete Kolben der Injektionsspritze 27 verwendet werden kann, sodaß
jede Elektrode je nach den Erfordernissen entweder als Elektrode oder als Pumpe oder als beides wirken kann. '
Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
ist es möglich, Messungen durchzuführen, die innerhalb von +_ 0,003 pH-Wert-Einheiten reproduzierbar sind, wobei die
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Flüssigkeitsgrenzfläche eine ausgezeichnete Stabilität aufweist
(die durch die Flüssigkeitsgrenzflächen-Htentiale hervorgerufenen
Schwankungen liegen gewöhnlich innerhalb des Bereiches von _+ 0,002 pH-Wert-Einheiten) ο
Mit Hilfe der Messvorrichtung der Erfindung ist es möglichs, die
Genauigkeit und die Zuverlässigkeit der Wasserstoff- und anderer IonenkonzentratioiB-Messungen beträchtlich zu verbessern. Die
Vorteile der Messvorrichtung der Erfindung gegenüber den bisher bekannten Messvorrichtungen bestehen darin,
1. daß die Temperatur der Elektroden und Messlösungen im allgemeinen
auf +_ O9OI0C reguliert werden kann, indem man die
Zelle mit einer Umgebung mit geregelter Temperatur vollständig umgibt;
2. daß man das Prinzip einer statischen oder dynamischen Flüssigkeitsgrenzfläche
mit freier Diffusion anwendet;
3. daß es damit möglich ist, Proben unter Luftausschluß in die
Zelle einzuführen;
4. daß beide Elektroden beim Betrieb nicht mehr angefaßt werden
müssen;
5. daß die Messzelle sich selbst wieder reinigt und
6. daß für die Messzelle ein Stoff mit niedriger Wärmekapazität verwendet werden kann, so da-ß die Temperaturregelung mehr
durch die Wirkung der thermostatisch regulierten Umgebung als durch die Wärmeträgheit der Zellenbestandteile erfolgt.
Außerdem kann die Messvorrichtung der Erfindung in den meisten Messystemen verwendet und an die meisten üblichen pH-Wert-Messgeräte
oder -Aufzeichnungsgeräte angeschlossen werden. Sie ist
besonders als Anschlußgerät geeignet. Sie ermöglicht sehr genaue und sehr schnelle pH-Wert-Messungen (eine Messung dauert
gewöhnlich weniger als eine Minute) und erfordert eine geringere
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Sorgfalt bei der Bedienung als die bisher üblichen Messvor
richtungen. Der messbare pH-Wert-Bereich ist nur durch die
Verfügbarkeit geeigneter Glas- und anderer -Elektroden begrenzt»
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern»
Beispiel 1
Unter Verwendung der in.der Figur !.der beiliegenden Zeichnungen
dargestellten Messvorrichtung und unter Anwendung des dort erläuterten
Verfahrens„ wobei die Testlösung und die Vergleichslösung mit Hilfe einer peristaltischen Pumpe bei einer Temperatur
von 26,7°C (8O0F) an die Elektroden und in das Durchflußrohr
6 gebracht wurden, wurden mit einer an Natriumtetraborat (Na2B4O7 χ Ί OiLO) 0,01 molaren Pufferlösung,, deren nomineller ·
pH-Wert bei 26,70C (800F) 9,165 betrug» pH-Wert-Messungen durchgeführt»
.Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten?
9,165; 9,169; 9,166; '9*165; 9,164; 9,165; 9/166; 9,165;'9,165; ■■
9,166; 9,165.
Onter Verwendung.der in .der Figur 5 der beiliegenden Zeichnung
dargestellten Messvorrichtung und unter Anwendung des- darin:©r~
läuterten'Verfahrens, bei dem.die Testlösimg und-die-Vergleichs
lösung mit Hilfe zweier InjektioasspriSsoE bei eimer Temperatur
von 26,70C (SO0F) ©iagefiifaift METäer», wisffigidi© folgernden■ Messun
gea vorgenommen,ι ' . ■' ' ' . ■'■ . ■ .
Mit Hilf® zLsn 0,01 mslsres, Mstsi^-iitotffsfeoyst-Pu
ei© doi jil^"z t des MessgeiilSes saf §016S ©Isig©st©ilt
Es wurde ein Kalziumchlorid/Kalziumhydroxyd-Puffer (Puffer 12)
mit einem nominellen pH-Wert bei 26,70C (800F) von 11,79 ± 0,0:
gemessen. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:
11,794; 11,790; 11,779; 11,
Bei der Messung einer photographischen Entwicklerlösung wurden
folgende Werte erhalten;
10,808; 10,801; 10,798; 10,784»
Bei der Messung einer 0,05 molaren K&liumhydrogenphthalat-Pufferlösung
mit einem nominellem" pH~W@rt bei 26^70C (800F)
von 4,010 wurde ein Wert von 4„010 erhaltene
Bei der Messung einer photogEsphisch©» Fixierlösung wurden "
folgende Werte erhalten:
5,004; 5,OtI; 5,GoS; 5,007c Beispiel
3
Unter Verwendung einer K©lfo@ji~Glas<3l@kfcr©d© als Kolben in einer
Injektionsspritze gemäß Figur 4 ά®τ b©ili©g©ad@n Zeichnungen
wurden mit einer 0,05 molar <sh I©IiwmhydsOg©aphthalstlösung mit
einem nomine11en pH-Wert fo@i 26P7°C (800F) vom 4p010 Messungen
.durchgeführt. Dabei wiTd@n folgend® Werte
4,010; 4,011; 4,006; 4,016; 4sO12; 40Oo8; 40G13; 4BO12; 4„O13;
4,006. ■ -
In ti r -totsti ^r^op Beschreibung wuifd© äi® ErfimduBg awar anhsnd
dei > Yi'i'O"ciuLu jo" "„sillar^BKifghflisSsdoktrodoffi bQschi?i©b©nfi
I, h ii t. ml "? η ι SiId(Bs*'?. Bl$,®l't%@d®zi qis&gZ'&Z] \wsd®n« Das
'Viesen der vorliegenden Erfindung beruht auf der Bildung einer ■
Flüssigkeitsgrenzfläche und im Falle der dynamischen Messung
auf der Erzielung einer ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit
der Lösung Yorbei an'den.Elektrodenoberflächen. Die Form der
Elektroden ist dabei unwesentlich»
Bei Verwendung der Messzelle im dynamischen Betriebszustand kann
natürlich nicht nur eine-peristaltis.che Pumpe,, sondern j-ece beliebige
Vorrichtung verwendet werden, die in der Lage ist, die beiden Lösungen, d-.h. die Test- und die Vergleichs lösung, in die
Messzelle so hineinzudrücken, daß diese mit der gleichen Geschwindigkeit
an den zugehörigen Elektroden vorbeifließen.
gemäß
Zwar wir-d /einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Vergleichselektrolyt eine Kaliumchloridlösung verwendet, die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf diesen Vergleichselektroiyten beschränkt. Anstelle einer Kaliumchloridlösung kann beispielsweise auch eine Lösung von Kaliumnitrat oder Kaliumsulfat als Vergleichselektrolyt verwendet xierden* Die vorstehend beschriebene Vorrichtung der Erfindung ist auch nicht auf die pII-tfert-Messung unter Verwendung einer Glaselektrode und einer gesättigten Kalomelelektrode beschränkt» Es können damit mit gleichem Erfolgt und gleicher Einfachheit beliebige lonenkonzentrationenermittelt werden unter Verwendung beliebiger Mess- und Vergleichselektroden. Beispiele für ebenfalls geeignete Messysteme sind:
Zwar wir-d /einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Vergleichselektrolyt eine Kaliumchloridlösung verwendet, die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf diesen Vergleichselektroiyten beschränkt. Anstelle einer Kaliumchloridlösung kann beispielsweise auch eine Lösung von Kaliumnitrat oder Kaliumsulfat als Vergleichselektrolyt verwendet xierden* Die vorstehend beschriebene Vorrichtung der Erfindung ist auch nicht auf die pII-tfert-Messung unter Verwendung einer Glaselektrode und einer gesättigten Kalomelelektrode beschränkt» Es können damit mit gleichem Erfolgt und gleicher Einfachheit beliebige lonenkonzentrationenermittelt werden unter Verwendung beliebiger Mess- und Vergleichselektroden. Beispiele für ebenfalls geeignete Messysteme sind:
Eine Kombination aus einer Silberionen-Messelektrode und einer Quecksilber/Quecksilbersulfat-Vergleichselektrode, und
eine Kombination aus einer Kalziumionen-Messelektrode und einer Kalomel-Vergleichselektrode und
eine Kombination aus einer Glas-Messelektrode und einer Silber/
Silberchlorid-Vergleichselektrode. ·
00 988 5719-4
Mit Hilfe der Messvorrichtung der Erfindung ist es unter Anwendung
des Verfahrens der Erfindung möglich, auch pH-Werte, von über 10 mit einer Genauigkeit (Reproduzierbarkeit) von +^ 0,005
pli-Wert-Einheiten oder noch größerer Genauigkeit durchzuführen.
Dadurch ist es möglich, bestimmte Verfahren, beispielsweise photographische Eilwicklungs verfahr en, sowohl Schwarz-Weiß-Entwicklungen
als auch Färb-Entwicklungen besser zu kontrollieren.
Die Vorrichtung der Erfindung und das Verfahren der Erfindung sind aber nicht auf pH-Wert-Messungen beschränkt, sondern es
W können damit beliebige lonenkonzentrationen, insbesondere auch
Blut-pH-Wert-Messungen durchgeführt werden.
Die außerordentlich hohe Beständigkeit und ReprodEierbarkeit
der unter Verwendung der Vorrichtung der Erfindung durchführbaren Messungen ist auf die Stabilität der Flüssigkeitsgrenzfläche
5 innerhalb des Durchflußrohres 6 zwischen der Vergleichslösung und der Testlösung zurückzuführen. An dieser Flüssigkeitsgrenzfläche
stehen die beiden Lösungen in direkter Berührung miteinander, ohne sich jedoch dabei zu vermischen. Der
elektrische Kontakt entsteht durch die Diffusion der Ionen durch die Grenzfläche der beiden Lösungen. Im Gegensatz zu den bisher
verwendeten Flüssigkeitsgrenzflächen mit erzwungener Diffusion ™ entsteht bei dem Kontakt mit freier Diffusion ein gleichmäßiges
und konstantes, reproduzierbares Potential, das Ionenkonzentrationsmessungen, insbesondere pH-Wert-Messungen,der gewünschten Genauigkeit
ermöglicht.
00988S/ 1 948 bad original
Claims (9)
- 2034171PAT ENTlN SPRÜCHEIwVorrichtung für Prä'zisonsmessungen- von Wasserstoff- und .an-'. .deren-Ionenkonzentra'tionen In-einer Testlösung, bestehend aus einer ersten Zuführungsleitung zur Einführung der zu messenden -Te st lösung, einer- ersten Halbzelle, die eine: mit der Testlösung in Berührung; kommende Elektrode- aufweist,-"einer /zweiten-Zuführungsleitung zur .Einführung .einer Vergleichslösung bekannter Konzentration und..Zusammensetzung sowie, einer zweiten Halbzelle, die eine mit der Ifepgleiefctslösung in Berührung: kommende Elektrode' aufweist, gekennzeichnet durch ein Durchflulrohr (6), das die erste Zuführungsleitung (8) und die zweite Zuführungsleitung (9) a» einer im -Verhältnis. ■ zu den beiden Elektroden (21, IQ.) stromabwärts gelegenen ; Stelle vereinigt und daa die beiden eingeführten Lösungen, gemeinsam durchfließen.unter Ausbildung einer stabilen ■ Flüssigkeitsgrenzfläöhe' '(5) -mit freier Diffusion,'an der die -beiden Flüssigkeiten sich direkt berlteen, ohne sich. ' ■ . miteinander zu'vermischen, .wodurch je naeli /Wasserstoff- ■ und--sonstiger' Ionenkonzentration in der Testlösung/zwischen den- Elektroden' eine- meßbare Potentialdifferenz ent steht.-
- 2.. Vorrichtung nach Anspruch.!, dadurch gekennseiehnet.,da£ die- ZufflliPUirigBleltungen (8, 9-) "und das .Durehflufirohr (6) praktisch Identische Querschnitte- haben. ' ' ■ ;
- 3. Vorrichtung nach 'den Ansprüchen 1 und 2,- dadurch.gekenn- ' - zeichnet, daS die erste Halb2elle.<( - ein· Glaselektrode JMt
- 4. Vorrichtung naefe Anspruch 3, dadurch ".gekenazelohnet, daßdi· ■ αι«ο·ι·ΜrÄ'W^ÄSÄ1** Ächiiesigei Glasrohr ιΪι^ιρ-Ρι«^^dttpeh welch· di· TsstlOsung flleSt«009885/1948-· 14 -
- 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis Hs dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung sar konstanten Einführung der Meßlösungen aufweist, so daß sie im Durchflußrohr (6) mit praktisch gleicher Geschwindigkeit aufeinander treffen.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch S3, dadurch gekennzeichnet, daß ' sie eine Pumpe oder eine oder mehrere Injektionsspritzen (26, 27) zur Einführung der Meßlösungen aufweist«.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadta^eh gekennzeichnet, daßmindestens eine der Elektroden (Zf0 10) durch den Kolben einer Injektionsspritze gebildet wird«
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7& dadursh g@kenageichn©t B daß die erste Elektrode (21) mit der Testlöeung In Berührung steht und die zweite Elektrode (10) cto©Ii üen Kolben der zugehörigen
- 9. Verfahren zur Messung d©^ Hasserstoff■= qü@t> ©iraer araderen lonenlconzentration einer f©stlöstiing uatoF Verwendung - der Vorrichtung nach den Anspröefe©» 1 feie 8S öiiäurch g©kennzeichnet, daß die Testlösung In die Zufühpungslaltuag (8) und die Verglelcfaslöstimg Ie die ^laföteunggleituing (9) dieser Vorrichtung eingefüllt werden9 daB ü&mn beide In das Durohflußrohr (6) geleitet wenden g Ia ä©ai öl© b©Ifl©Ki Lösungen entlang einer stabilen Flüsslgk®Itsg^eraafläch© (9) miteinander in Berührung koiaen, ohne sl@h jaclooh su ^e^mischen9 und daß mit Hilfe der beließ
Elektroden (Zl9 10) die sieh als
tration der Testlösurag 'einst©ll©sii© gemessen wird»BAD ORIOiNAL
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DE (1) | DE2034176A1 (de) |
FR (1) | FR2055016A5 (de) |
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1970
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EP0350116A2 (de) * | 1988-07-08 | 1990-01-10 | INSTRUMENTATION LABORATORY S.p.A. | Elektrochemische Zelle zur Messung der ionischen Aktivität in einer Lösung und Verfahren zu deren Verwendung |
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