DE2134101B2 - Electronically conductive glass and its use in a glass electrode for measuring the oxidation potential of liquid media - Google Patents

Electronically conductive glass and its use in a glass electrode for measuring the oxidation potential of liquid media

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DE2134101B2 DE19712134101 DE2134101A DE2134101B2 DE 2134101 B2 DE2134101 B2 DE 2134101B2 DE 19712134101 DE19712134101 DE 19712134101 DE 2134101 A DE2134101 A DE 2134101A DE 2134101 B2 DE2134101 B2 DE 2134101B2
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Description

+ 1200 mV in einem Meßbereich von pH 3 bis 9. SiO8 45 bis 65;+ 1200 mV in a measuring range from pH 3 to 9. SiO 8 45 to 65;

Fe2O8 25 bis 50;Fe 2 O 8 25 to 50;

Na2O 4 bis 15;Na 2 O 4 to 15;

Li2O 2 bis 10.Li 2 O 2 to 10.

Die Erfindung betrifft ein elektronenleitendes Glas 30The invention relates to an electron-conducting glass 30

»us SIO2, Fe2O3, Li2O und Na4O, das zur Herstellung Derart große Eisenmengen F'Ichern hohe Austauscheines Fühlelementes für Glaselektroden verwendet ströme an der Grenze Glas-Lösung. Gleichzeitig werden kann, die zu einer Potentiometermessung des unterdrückt die Gegenwart von zwei alkalischen Oxydationspotentials flüssiger Medien vorgesehen Oxiden die Ionenleitung und gewährleistet gute Be- $ind. 35 triebseigenschaften und eine hohe chemische Be-From SIO 2 , Fe 2 O 3 , Li 2 O and Na 4 O, which is used to produce such large amounts of iron, a high exchange of a sensing element for glass electrodes flows at the glass-solution boundary. At the same time, a potentiometer measurement of the suppressed the presence of two alkaline oxidation potentials of liquid media can be provided for the oxides, the ionic conduction and ensures good loading. 35 operating properties and a high chemical

Die Elektroden finden eine breite Verwendung bei ständigkeitThe electrodes are widely used with permanence Gebern von stetig wirkenden Überwachungs- und Die günstigsten Eigenschaften hat ein Glas mitGivers of continuously acting monitoring and The most favorable properties have a glass with Regelsystemen für technologische Prozesse in der ehe- (in Gewichtsprozenten)Control systems for technological processes in marriage (in percent by weight)

mischen, Zellstoff-, Papier-, Textil- und Arzneimittel- sjq 55;mix, pulp, paper, textile and pharmaceuticals sjq 55;

Industrie und in der Hydrometallurgie. 4» Fe.0 37*Industry and hydrometallurgy. 4 »Fe.0 37 * Die Elektroden enthalten ein hohles Glasröhrchen Na2O8 4;'The electrodes contain a hollow glass tube of Na 2 O 8 4;

mit einer Stromableitung, an dessen einem Ende ein L O 'with a current lead, at one end of which a L O '

Fühlelement angelötet ist. 0(jer a *Sensing element is soldered. 0 ( y er a * Bekannt ist eine Ausführung des Fühlelementes aus §jq 5g.An embodiment of the sensing element from §jq 5g is known. Glas auf Lithiumsilikat- und Natriumalumosilikat- 45 pe q 39.Glass on lithium silicate and sodium aluminosilicate 45 p e q 39.

basis, das eine Ionenleitung aufweist. Derartige Elek- Na* O* 7- 'base, which has an ionic conduction. Such elec- Na * O * 7- '

troden gestatten es aber nicht, das Oxydationspoten- Li b 4 'but do not allow the oxidation potential of Li b 4 '

lial (eH) von Kontrollmedien zu messen. a lial (eH) of control media. a

Überlicherweise besteht das Fühlelement zum Mes- Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Beilen des Oxydationspotentials aus Edelmetallen, z. B. 5» spielen sowie einer Zeichnung näher erläutert werden, ftus Gold, Platin. die eine Glaselektrode zeigt.Usually the sensing element is used for measuring. B. 5 »play as well as a drawing to be explained in more detail, ftus gold, platinum. showing a glass electrode.

Außer beträchtlichen Kosten weisen die Elektroden Das vorgeschlagene Glas wird aus chemisch reinenIn addition to considerable costs, the electrodes have The proposed glass is made from chemically pure

mit derartigen Fühlelementen zusätzlich noch folgende pulverförmigen, vorher bis zum konstanten Gewichtwith such sensing elements additionally the following powdery ones, previously up to constant weight

Nachteile auf: getrockneten Oxiden hergestellt.Disadvantages: made of dried oxides.

Sie werden durch Katalysatorgifte (beispielsweise 55 In der Tabelle sind geeignete Gläser angegeben: durch H2S und andere Schwefelverbindungen, Arsen-They are caused by catalyst poisons (for example 55 suitable glasses are indicated in the table: by H 2 S and other sulfur compounds, arsenic

verbindungen, Zyanidionen u. dgl.) vergiftet, d. h. die oxidecompounds, cyanide ions, etc.) poisoned, d. H. the oxides

katalytische Aktivität der Elektrodenoberfläche wird catalytic activity of the electrode surface is

verringert und die Reversibilität des Elektrodenprozesses wird gestört. Gasförmiger Sauer- oder Wasser- 60and the reversibility of the electrode process is disturbed. Gaseous acid or water 60

stoff im Kontrollmedium wirkt auf das Elektroden- Li8O substance in the control medium acts on the electrode Li 8 O

potential ein, wodurch die Meßgenauigkeit herabge- Na2O potential on, whereby the measuring accuracy is reduced. Na 2 O

setzt wird. Darüber hinaus können die Edelmetalle Fe2O is set. In addition, the noble metals Fe 2 O

die Zerlegung einiger Redoxsysteme (beispielsweise SiO.the decomposition of some redox systems (e.g. SiO.

s

(Gewichtsprozent) 4422 10 326 74 15 44484 39 37 38 33 40 50 42 25 50 55 45 61 46 43 48 65 von Wasserstoffperoxid) katalysieren. 65(Weight percent) 4422 10 326 74 15 44484 39 37 38 33 40 50 42 25 50 55 45 61 46 43 48 65 of hydrogen peroxide). 65

Bedeutend billiger sind Elektroden mit einem Fühl- Die Gläser werden folgendermaßen hergestellt:Electrodes with a feeler are significantly cheaper. The glasses are made as follows:

element aus kohlenstoffhaltigen Materialien. Jedoch Ein Tiegel mit einem sorgfältig vermischten Gegewährleisten sie keine hohe Meßgenauigkeit des mengesatz wird in einen vorher auf 1100° C erhitztenelement made of carbonaceous materials. However, a crucible with a carefully mixed one does not guarantee a high accuracy of the measurement of the quantity set in a previously heated to 1100 ° C

Beispiel Nr. 456Example no. 456

<f<f

Ofen eingesetzt. In 4 Stunden wird die Temperatur im Ofen auf 1350° C gebracht, und bei dieser Temperatur wird die Glasmasse l1/» Stunden gehalten. Während dieser Zeit wird die Schmelze periodisch durchgemischt und danach in eine Form gegossen. Furnace inserted. In 4 hours the temperature in the furnace to 1350 ° C is brought, and at this temperature the glass mass is kept l 1 / »hours. During this time, the melt is periodically mixed and then poured into a mold.

Aus diesem Glas wird im folgenden das Fühlelement einer in der Zeichnung dargestellten Elektrode hergestelltIn the following, this glass becomes the sensing element of an electrode shown in the drawing manufactured

Das auf die beschriebene Weise erhaltene Glas wird in der Flamme eines Brenners geschmolzen, auf das Ende eines Glasröhrchens 1 übertragen, sorgfältig durchgewärmt und bis zur Ausbildung einer Kugel geblasen.The glass obtained in the manner described is melted in the flame of a burner on which Transfer the end of a glass tube 1, carefully warm it through and until a ball has formed blown.

Vor der Ausfüllung des Hohlraumes des Röhrchens 1 wird von der Außen- und Innenfläche der als Fühlelement 2 dienenden Kugel eine dünne Glasschicht entfernt, deren Zusammensetzung und Struktur sich bei der Anlötung des Fühlelementes 2 an das Röhrchen 1 geändert haben könnte.Before the cavity of the tube 1 is filled, the outer and inner surface of the is used as a sensing element 2 serving ball a thin layer of glass removed, the composition and structure of which changes when the sensing element 2 is soldered to the tube 1 could have changed.

Die Elektrode zum Messen des Oxydationspotentials enthält ein Röhrchen 1, an dessen einem Ende ein Fühlelement 2 aus Glas der genannten Zusammensetzung angelötet ist. Der Hohlraum des Röhrchens 1 wird mit einem elektrisch leitenden Werkstoff 3 gefüllt, in dem ein Stromleiter 4 untergebracht ist. Der Oberteil des Röhrchens 1 ist mit einer Kappe 5 abgedeckt.The electrode for measuring the oxidation potential contains a tube 1, at one end of which is a Sensing element 2 made of glass of the composition mentioned is soldered on. The cavity of the tube 1 is filled with an electrically conductive material 3 in which a conductor 4 is housed. Of the The upper part of the tube 1 is covered with a cap 5.

Eine Elektrode mit dem Fühlelement aus den beschriebenen Gläsern gestattet es, ein Oxydationspotential in den Grenzen von —200 bis +120OmV (0 mV = Potential einer Normal-Wasserstoffelektrode) in einem Meßbereich von pH 3 bis 9 zu messen.An electrode with the sensing element made of the glasses described allows an oxidation potential within the limits of -200 to + 120OmV (0 mV = potential of a normal hydrogen electrode) to measure in a measuring range from pH 3 to 9.

Der Arbeitsbereich der Elektrode beträgt 0 bis 900C, der elektrische Widerstand < 1 μΏ.The working range of the electrode is 0 to 90 0 C, the electrical resistance <1 μΏ.

Das erfindungsgemäße Glas hat den Vorteil, daß durch in der Lösung vorhandene Katalysatorgifte die Geschwindigkeit des Elektronenaustauschs zwischen dem Glas und der Lösung nicht beeinflußt wirdThe glass according to the invention has the advantage that the catalyst poisons present in the solution Speed of electron exchange between the glass and the solution is not affected

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

-..-, Oxydationspotentials bei in bezug auf die Oxydation-Patentansprüche: Reduktion ein kleines Pufferungsvermögen aufweisenden Redoxsystemen.-..-, oxidation potential in relation to the oxidation claims: Reduction of a small buffering capacity having redox systems. 1. Elektronenleitendes Glas aus SiO8, Fe2O3, Das bekannte Alkalisilikatgte> weist nur dann eine LiA Na8O, gekennzeichnet durch 5 Hektroneiüeitung auf wenn Eisenoxid in sehr großer1. Electron-conducting glass made of SiO 8 , Fe 2 O 3 , the well-known alkali silicate material> only has LiA Na 8 O, characterized by a 5 hectare conductivity, when iron oxide is very large 45 bis 65 Gewichtsprozent SiO8; Konzentration vorhegt, was die Ferügungsogenschaf-45 to 65 percent by weight SiO 8 ; Concentration prevails what the genetic 25 bis 50 Gewichtsprozent Fe2O3; ten und chemische Beständigkeit beeinträchtigt. Da-25 to 50 weight percent Fe 2 O 3 ; and chemical resistance impaired. There- 4 bis 15 Gewichtsprozent NaJ) und über hinaus kann em solches Fühlelement nur in4 to 15 percent by weight NaJ) and beyond that, such a sensing element can only be used in 2 bis 10 Gewichtsprozent Li2O. dnem äußefSt ^nzten Konzentrationsbereich der2 to 10 weight percent Li 2 O. dnem äußefSt ^ nzten concentration range of 2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- io Redoxsysteme zur Messung des Oxydationspotentials net, daß es aus eingesetzt werden.2. Glass according to claim 1, characterized marked io redox systems for measuring the oxidation potential net that it can be used from. 55 Gewichtsprozent SiO, Zweck der Erfindung ist es ein elektronenleitendes55 percent by weight SiO, the purpose of the invention is to conduct electrons 37 Gewichtsprozent Fe2O3 Glas zu schaffen, das chemisch beständig ist und ein37 percent by weight Fe 2 O 3 glass that is chemically resistant and a 4 Gewichtsprozent Na2O- gutes produktionstechnisches Verhalten besitzt sowie 4 Gewichtsprozent Li2O besteht 15 das es gestattet, den Meßbereich fur die Konzentration4 percent by weight Na 2 O has good production-related behavior and 4 percent by weight Li 2 O is made, which allows the measurement range for the concentration 3. Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeich- der Redoxsysteme zu erweitern.3. Glass according to claim i, characterized by expanding the redox systems. net, daß es aus Zur Erreichung der genannten und anderer Zielenet that it is made to achieve the stated and other goals 50 Gewichtsprozent SiO2- ist die Aufgabe gestellt, eine Züiaimnenseizung von50 percent by weight SiO 2 - the task is set, a Züiaimnenseizung of 39 Gewichtsprozent Fe2O3; Eisensilikatglas zu wählen, die bedeutende Ströme als 7 Gewichtsprozent Na2O- ao Folge eines Elektronenaustausches an der Grenze39 weight percent Fe 2 O 3 ; To choose iron silicate glass, the significant currents than 7 percent by weight Na 2 O- ao result of an electron exchange at the limit 4 Gewichtsprozent Li2O besteht. Glas-Kontrolllösung sichert und indifferent gegen die4 weight percent Li 2 O consists. Glass control solution secures and is indifferent to the 4. Verwendung des Glases nach einem der vor- Kontrolllösung ist.4. Use the glass after one of the pre-control solutions is available. herigen Ansprüche als Fühlelement in einer Glas- Die Aufgabe wird dadurch gelost, daß das elek-previous claims as a sensing element in a glass The task is solved in that the elec- elektrode zum Messen eines Oxydationspotentials tronenleitende Glas in Gewichtsprozenten folgendeElectrode for measuring an oxidation potential of electron-conducting glass in percent by weight as follows von flüssigen Medien in den Grenzen —200 bis »5 Bestandteile aufweist:of liquid media has within the limits -200 to »5 components:
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