DE2626916C3 - Glas des Systems Li↓2↓O, SiO↓2↓, La↓2↓O↓3↓,Ta↓2↓O↓5↓, (Cs↓2↓O) zur Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, niedrigem spezifischen Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung - Google Patents

Glas des Systems Li↓2↓O, SiO↓2↓, La↓2↓O↓3↓,Ta↓2↓O↓5↓, (Cs↓2↓O) zur Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, niedrigem spezifischen Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung

Info

Publication number
DE2626916C3
DE2626916C3 DE2626916A DE2626916A DE2626916C3 DE 2626916 C3 DE2626916 C3 DE 2626916C3 DE 2626916 A DE2626916 A DE 2626916A DE 2626916 A DE2626916 A DE 2626916A DE 2626916 C3 DE2626916 C3 DE 2626916C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
resistance
electrode
devitrification
sodium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2626916A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2626916B2 (de
DE2626916A1 (de
Inventor
Chung Chang Natich Mass. Young
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OI Glass Inc
Original Assignee
Owens Illinois Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Owens Illinois Inc filed Critical Owens Illinois Inc
Publication of DE2626916A1 publication Critical patent/DE2626916A1/de
Publication of DE2626916B2 publication Critical patent/DE2626916B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2626916C3 publication Critical patent/DE2626916C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/18Compositions for glass with special properties for ion-sensitive glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/36Glass electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

3. Glas nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens 1 Mol% Ls2O enthält.
Die Erfindung betrifft ein Glas des Systems Li2O. SiO2, U2Oj, Ta2O5, (Ci2O) z\ Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, adrigem spezifischen H Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung.
Das »ideale« Gla> für derartige Zwecke würde einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand, keine Abweichung von der idealen Ansprechempfindlichkeit nach -*» dem Nernst'schen Gesetz, keine Abweichung der Ansprechempfindlichkeit aufgrund von vorhandenem Natrium oder anderen Kationen (d. h. Natrium-Feiner) sowie eine hohe chemische Beständigkeit haben. Der niedrige elektrische Widerstand ist wichtig, um Fehler a; aufgrund elektrischer Ableitung. Fehler durch ohmschen Spannungsabfall aufgrund der Belastung durch den Verstärker und störende elektrostatische Aufladungen möglichst gering zu halten. Zusätzlich zu diesen Eigenschaften muß das ideale Glas eine Zusammenset- w zung besitzen, die leicht geschmolzen, geläutert und zur gewünschten Elektrodengröße und Form ohne Entglasung oder Phasentrennung geformt werden kann. Es ist bekannt, daß eine solche Entglasung eine schädliche Wirkung auf die elektrischen Eigenschaften ausübt. v>
Ein Glas der eingangs beschriebenen Art isi aus der DE-AS 14 96 458 bekanntgeworden. Dieses bekannte Glas stellt einen »Kompromiß« bezüglich der Eigenschaften leichter Erschmelzbarkeit. geringer spezifischer elektrischer Widerstand, gule chemische Bestän- m> digkeit. guter Widerstand gegenüber Entglasung und geringer Natrium-Fehler dar. Insbesondere hinsichtlich eines geringen Natrium-Fehlers erfüllt dieses Glas alle Anforderungen, läßt jedoch noch bezüglich eines geringen spezifischen Widerstandes und einer guten βί Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasiing Wünsche offen. Wie bei anderen geeigneten Gläsern des Standes der Technik ist es auch mit diesem Glas nicht gelungen, bei einer Minimierung des spezifischen elektrischen Widerstandes eine Optimierung des Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung zu erzielen. Eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung ist nämlich normalerweise mit einer Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstandes verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Glas in bezug auf den spezifischen elektrischen Widerstand und/oder die Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Glas der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgende Zusammensetzung in Mol% aufweist:
'5
wobei der Gehalt an Li2O plus Ta2O? > 34 ist
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Zusammensetzung in Mol% aufweis:-
Li2O 30-40
SiO2 50-60
U2Oj 2- 8
Ta2O5 2- 8
Cs2O O- 3
wobei der Gehalt an Li2O plus Ta2O5 > 34 ist
Das erfindungsgemäße Glas unterscheidet sich gegenüber dem bekannten Glas im wesentlichen durch einen höheren Li2O- und Ta2O5-GehaIt. Während bei dem erfindungsgemäßen Glas der Li2O-GeIIaIt 30—40 Mol% beträgt liegt dieser bei dem bekannten Glas in einem Bereich von 27 — 29 Mol%. Die entsprechenden Werte für den Gehalt an Ta2O5 betragen erfindungsgemäß 2—8 Mol% und bei dem bekannten Glas I - 3 MoI0/!).
Von erfindungiwesentlicher Bedeutung ist die Forderung, daß der Li2O- und Ta2O5-GeIIaIt mindestens 34 Mol% betragen muß. während bei dem bekannten Glas der entsprechende Gehalt maximal 32 Mol°/o beträgt. Hinzuweisen ist noch auf einen weiteren Unterschied, daß nämlich erfindungsgemäß Cs2O nur wahlweise vorhanden zu sein braucht, während es bei dem bekannten Glas unbedingt erforderlich ist.
Durch die vorstehend erläuterte Erhöhung des Li2O- und TajOi-Gehaltes ist es erfinduiigsgemäß gelungen, den spezifischen elektrischen Volumen-Widerstand des Glases gegenüber dem des bekannten Glases beträchtlich herabzusetzen, ohne daß damit gleichzeitig eine Reduzierung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung verbunHcn ist. In der DE-AS 14 96 458 wird der Gehalt an Li.O allein für die Reduzierung des Natrium-Fehlers verantwortlich gemacht und in keinen Zusammenhang mit der Reduzierung des spezifischen elektrischen Widerstandes gebracht. Statt dessen wird erwähnt, daß der Zusatz der Oxide seltener Erdmetalle zum niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand beiträgt und daß das zugesetzte Ijraniinid den spezifischen Widerstand senkt. Es ist /war bereits in der DE-AS 14 96 458 darauf hingewiesen, daß der Zusatz von Tantaloxid in geringen Mengen von I - } Mol% die Widerstandsfähigkeit gegenüber Entgasung erhöht; diese Mengen von Ta/)-, liegen jedoch im wesentlichen unter den erfindungsgemäß eingesetzten Mengen
Ergänzend /um Stand der Technik sei noch auf Kurt Schwabe. »Fortschritte der pHMeßttchnik«. 2. Aufla ge, Berlin 1958, Seite 124 hingewiesen. Dort ist ausgeführt, daß in bezug auf Lithium-Gläser ein Optimum der Elektrodenfunktion bei etwa 16% Li2O und 84% S1O2 erreicht wird und daß bei dieser Zusammensetzung auch die optimale Potentialanderung mit der Deuteriumionenkonzentration liegt. Es wird somit hier lediglich ausgesagt, daß bei einer bestimmten optimalen Zusammensetzung, bei der der LijO-Gehalt
geringer ist als bei dem erfindungsgemäßen Glas, eine optimale Potentialänderung erzielt wird; es liegen jedoch keine Aussagen darüber vor, in wieweit der Li2O-GeHaIt den spezifischen elektrischen Widerstand des Glases beeinflußt
Wie die in der nachfolgenden Tabelle enthaltenen Ergebnisse zeigen, weisen die erfindungsgemäßen Gläser beträchtlich niedrigere spezifische elektrische Widerstands'-verte auf als die Gläser der DE-AS 14 96 458. Die spezifischen Widerstandswerte der Vergleichsgläser sind etwa vier- bis vierzigmal so hoch wie die der erfindungsgemäßen Gläser. Eine derartig große Verbesserung des spezifischen Voiumen-Widerstandes wiegt mit Sicherheit die geringfügig schlechteren Natrium-Fehler-Werte der erfindungsgemäßen Gläser gegenüber den Vevgleichsgläsern auf. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß der Natrium-Fehler bei Messungen hoher pH-Wert im Bereich von 11 bis 14 zwar einen bedeutsamen Faktor darstellt, bei Messungen von niedrigen und mittleren pH-Werten jedoch nicht diese Bedeutung besitzt. Es ist daher verstellbar. daß das erfindungsgemäße Glas vorzugsweise zur Herstellung von Membranen für Glaselektroden verwendet wird, die zur Messung von niedrigen bzw. mittleren pH-Werten eingesetzt werden sollen.
Ein bevorzugtes Glas weist die folgende Zusammensetzung in Mo!% auf:
LiO 32-36
SiO2 55-59
La2O3 4- 7
Ta2O5 4- 7
Bei jedem der oben erwähnten Zusammensetzungsbereiche können die Gläser Cäsiumoxid (Cs2O) enthalten, das, wenn es überhaupt vorliegt, normalerweise im Bereich von 1 bis 3% vorhanden ist. Man nimmt an, daß das Eintragen von Cäsiumoxid den Natriumfehler abschwächt und bei solchen Elektrodengläsern entfallen kann, bei denen der Natriumfehler keinen besonderen Faktor d.-rstellt. Cs2O besitzt die Tendenz, den spezifischen elektrischen Widerstand zu erhöhen, und deshalb wird sein Anteil unter 3% gehalten. Lanthanoxid scheint den spezifischen elektrischen Widerstand zu erniedrigen und die Glasbeständigkeit /u verbessern, während es ebenfalls den Natrium verringert.
Die unerwartete Beständigkeit, die mit den erfindungsgemäßen Gläsern erzielt wird, ist überraschend; es mag sein, daß sie zum Teil auf das Vorhandensein höherer als der üblichen Mengen von Lanthan- und Tantal-Oxiden in de.' aufgezeigten Verhältnissen zurückzuführen ist. Während man annimmt, daß beide Oxide zur Beständigkeit der Gläser beitragen, scheint der Natriumfehler minimiert zu werden, wenn Lanthanoxid der größerere und Tantaloxid der kleinere Bestandteil ist. jedoch nimmt der spezifische elektrische Widerstand dann zu. In umgekehrter Weise, wenn Tantaloxid der größere und Lanthanoxid der kleinere Bestandteil ist. wird der elektrische spezifische Widerstand minimiert auf Kosten eines zunehmenden Natriumfehlers. Bei vielen Anwendungen in der Abwesenheit von Natrium oder bei niedrigen bis mittleren pH-Bereichen spielt der Natriumfehler keine Rolle. Der bevorzugte Zusammensetzungsbereich besitzt Lanthanoxid und Tantaloxid in annähernd gleichen molaren Mengen.
Die Verfahren ^um Erschmelzen und Läutern der erfiiidungsgemäßen GHser sind in der Technik eingeführt. Das übliche hochreine (d. h. als Reagenz geeignete) Glassatzma erial wird normalerweise in feuerfesten Behältern, zum Beispiel aus Platin, erschmolzen, um die Konzentration an Verunreinigungen möglichst gering zu halten. Elektrisch oder mit Gas betriebene Schmelzverfahren in einer Luftatmosphäre bei Temperaturen im Bereich von 1350° C bis l7uü°C sind voll zufriedenstellend.
Die oben beschriebenen Glaszusammensetzungen können als Glas-Meßmembran in jeder möglichen Form
lu und Gestaltung für Glaselektroden verwendet werden. Zum Beispiel können Glaselektroden geformt werden, die eine zwiebeiförmige Meßmembran besitzen, wit sie in den US-PS'sen 28 09 090 oder 36 49 505 offenbart sind, bzw. es können Glaselektroden geformt werden, die eine scheibenförmige Meßmembran besitzen, wie sie in der US-PS 38 06 440 beschrieben werden oder es kann eine große Anzahl verschiedener anderer Formen und Größen von Meßmembranen Verwendung finden, wie sie in der US-PS 27 56 203 oder im Versuchsbericht
JO »Electrome'ric pH Determination- < von Roger G. Bstes (John Wiley & Sons. Inc. Ne-v York) offenbart werden. Der Ausdruck »Meßmembran« wird hier wie bei der potentiometrischen Elektrodentechnologie verwendet und soll eine flache, kolbenförmig oder anders gebogene Elektrodenspitze umfassen, die ein Paar von Oberflächen, zwischen denen der Ladungsübergang bewirkt wird, aufweist. Die Techniken des Kalibrierens und der pH-Wert-Messung, bei denen die Elektroden verwendet werden, sind in der Fachwelt
JO bekannt und z. B. in den oben erwähnten Patentschriften und Veröffentlichungen beschrieben.
Die Verwendung von scheibenförmigen Membranen ist besonders zum direkten Verschmelzen mit konventionellen Stangengläsern geeignet. Somit können pH-Wert-empfindlidie Giäser erschmolzen, in einem Stück in einer Form gegossen, ausgebohrt und die Stangen in Scheibchen geeigneter Dicke zerschnitten werden. Die Scheibchen können geschliffen und poliert werden, nachdem sie an eine Glashalterung angeschmolzen worden sind, um eine pH-Wert-empfindliche fk"he Glaselektrode zu schaffen.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung deutlich, die in schematischer Darstellung eine Einrichtung zum Messen der pH-Wertes unter Verwendung einer Glaselektrode zeigt.
Die Figur zeigt eine übliche Einrichtung zum Messen de* pH-Wertes, die mit einer üblichen Glaselektrode 10 versehen ist. welche eine Meßmembran 11 aufweist, die aus dem erfindungsgemäßen Glas hergestellt worden ist. Die Glaselektrv)dc 10 ist mittels eines Spannungsmesser (Potentiometers) hoher Impedanz, z. B. einos üblichen Labor-pH-MeSgeräts. wie es in dem oben erwähnten Bates-Bericht beschrieben wurde, elektrisch mit einer Halbzclle-F.lektrode 12 verbunden, wie z. B. einer gesattigten KCI-Kalomelelektrode oder Silber-Silberchlorid-Flektrode. Die Flektroden 11 und 12 sind in ein Gefäß einer wäßrigen Versuchsprobc eingetaucht gezeigt.
wi Das Potentiometer kann mit wäßrigen .Standardpufferlösungen kalibriert werden, die bekannte Konzentrationen des Wnsscrstoffions enthalten, v/ie es in der Technik gut bekannt ist. und dann kann die H * -Konzentration unbekannter Lösungen direkt dadurch bestimmt
h5 werden, daß die '«llibriertc Glaselektrode und die Referenzelektrode den unbekannten Lösungen ausgesetzt werden.
Einzelheiten der Vorbereitung und der Verwendung
der Gläser der Erfindung sind in den folgender! Beispielen ausgeführt. Wenn es nicht anderweitig vermerkt ist, sind in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen alle Prozentangaben Mol-Prozente und alle Temperaturen in 0C angegeben.
Beispiel I
Ein Glas mit der folgenden Zusammensetzung:
Bestandteil Mol %
SiO, 55
Li,0 34
Cs,0 I
La,O5 5
Ta,0< 5
wurde dadurch hergestellt, daß entsprechende Anteile der Materialien Siliziumoxid. Lithiumcarbonat. Cäsiumcarbonat, l.anthanoxid und Tantalpentoxid von Reagenzqualität in einem PlatingefaB in einem elektrischen Ofen unter Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 1370°C über vier Stunden erschmolzen wurden, um eine homogene blasenfreie, glassatzfreie Glasschmelze auszubilden. Die Schmelze wurde während des .Schmelzvorganges gelegentlich gerührt.
Nach dem Schmelzen wurde die Glasschmelze in einer Stahlform zu einer Scheibe gegossen und aus 5500C für eine Stunde im Kühlofen abgekühlt und dann auf Raumtemperatur gekühlt. Das entstandene Glas besaß eine obere Kühltemperatur von 53OCC und eine untere Entspannungstemperatur von 496° C.
Eine Glaselektrode wurde dadurch hergestellt, daß das oben beschriebene Glas wieder geschmolzen und ein chemisch und elektrisch inertes »Stiel«-Glasrohr in das geschmolzene Glas eingetaucht wurde, um eine Glasmeßmembran auf dem Ende des Glasstieles aufzunehmen. Übliche: Glasstiele sind in der Technik für diesen Zweck bekannt. Die Meßmembran besaß ungefähr eine Dicke von 762 bis 2932 μηι. Der Glasstiel
WUI LlIl UUIIIinUII\JlgV,^i IXUlIl , VJUJ VlIlV1Il ί IUULIIUUI V.IIIIH.J-
ser von ungefähr 8 mm und einen Innendurchmesser von ungefähr 6 mm besaß. Das Glas war gegen Entglasung während des Formens beständig.
Die entstandene Glaselektrode wurde mit einer Phosphatpufferlösung mit einem pH-Wert von 7 gefüllt, die 0,1 normal an Natriumchlorid war, wobei eine Silber-Silberchlorid-Elektrode darin eingetaucht wurde. Die zusammengesetzte Elektrode wurde mit einem üblichen Hochiinpedanz-Elektrometer zusammen mit einer Standardsilber/Silberchlorid-Bezugselektrode verbunden. Die Versuchselektrode und die Bezugselektrode wurden in eine 0,1 normale salzsaure Lösung eingetaucht. Das Potential (d. h. die elektromotorische Kraft) dieser Zelle wurde dann gemessen. Ein bekannter Standardwiderstand wurde über die Elektrodenleitungen geschaltet und das Potential nochmals aufgenommen. Der Widerstand der Versuchselektrode wurde dann aus der Gleichung
Ei
Versuchszelle und die ZeIIi: mit dem bekannten Widerstand sind. Der Widerstand der Versuchselektrode ist im wesentlichen gleich dem Widerstand der Glasmembran.
Diese Vorgangsweise zur Bestimmung des Glasclcktrodenwiderstandes wird allgemein beschrieben im Bulletin Al 1.1, das von der Scientific Apparatur Makers Association, SAMA. Washington. D.C. (1974) veröffentlicht wurde.
Der spezifische Widerstand der Meßmembran in der pH-Elektrode wurde aus folgender Gleichung errechnet:
R1. =
worin R£> wie schon oben erwähnt, der Widerstand der Elektrode ist, / die Dicke der Membran, A die Membranfläche und υ der spezifische Volumen-Wider-
-'Ii stand. Unter Verwendung dieser Gleichung ergibt sich ein spezifischer Volumenwiderstand der obigen Elektrode von 4 χ 10"DcITi oder logarithmisch ausgedrückt von 8,6.
Das Elektrodenpotential ändert sich um 171 Millivolt,
Ji wenn die Versuchselektrode und die Referenzelektroden in Standard NBS-Pufferlösungen von 4,0 und 7.0 pH eingetaucht werden (NBS = National Bureau of Standards) Dieses entspricht einer Einheit von 57 mV/pH, die sehr nahe an der Nernst'schen-Ansprechcharakteri-
i(i stik liegt.
Der Natriumfehler der obigen Elektrode wird dadurch bestimmt, daß die Millivolt-Ansprechempfindlichkeit der Elektrode in einer O.t normalen Natriumhydroxidlösung bei Raumtemperatur gemessen wird. Die
ti Anzeige der Elektrode liegt 0.2 pH-Einheiten unter dem theoretischen Wert. Auf diese Weise ergibt sich der Natriumfehler zu 0.2 pH-Einheiten oder 12 Millivolt.
Beispiel 2
■tu Entsprechende Mengen von Lithiiimcarbonat. Siliziumoxid. Lanthanoxid und Tantalpentoxid wurden wie im Beispiel 1 bei 137O°C unter Luftatmosphäre über 6
r-. .1 I....I.. ι. ■ . ^~> ι ι.. ...ti. ι
.J IU I IUlU 11 Ut 3Ul Il IIUII/.U 11. WUIUUI Ulli VJ 1(13 llUlgU'aiUlll W Ul UlU, das die folgende Zusammensetzung aufwies:
Bestandteil Mol %
SiO, 56
Li,O 33
La,O, 5
To1Q. 6
ausgerechnet, worin Re der Widerstand der Versuchselektrode, Äs der Standardwiderstand und £| und E2 die Meßwerte der EMF (elektromotorische Kraft) für die Die Schmelze wurde zeitweilig manuell gerührt und in eine Stahlform gegossen, in der sie bei 5400C für eine Stunde in einem Kühlofen gekühlt und danach auf Raumtemperatur abgekühlt wurde.
Eine Glaselektrode wurde wie in Beispiel 1
ho beschrieben hergestellt und es wurde der Volumen-Widerstand gemessen, der 2 χ 1O8QCm oder log=830 betrug. Das Glas war gegenüber einer Entglasung während des Formvorganges beständig. Der Natriumfehler wurde wie im Beispiel 1 gemessen und betrug
es 030 pH-Einheiten oder 18 mV. Die Elektrode wies eine Nernst'sche-Ansprechcharakteristik auf und besaß eine pH-Ansprechempfindlichkeit von 59,1 mV/pH-Einheit zwischen pH 4.0 und 7,0.
Einige zusätzliche Gläser wurden hergestellt und wie oben berechnet. Die Zusammensetzungen und Eigenschaften dieser Gläser sind in Tabelle I aufgeführt. Sämtliche Gläser ließen sich leicht erschmelzen und läutern und waren gegenüber einer Entglasung während des Formvorganges beständig.
Wie aus den folgenden Daten ersichtlich ist, besitzen
die Gläser einen niedrigeren spezifischen elektrischen Volumen-Widerstand als die Gläser des Standes der Technik. Die logarithmischen spezifischen Widerstände liegen im Bereich von 8,3 bis 9,5 Sicm (lediglich Beispiel II, das 36 Mol% Li2O-HTa2O5 enthält, liegt über 9), während Natriumfehler 0,2 bis 1,0 pH-Einheiten oder 12 bis 59 mV betragen.
Beispiel 4 5 6 7 8 9 10 Il 12 13 14
-1
Bestandteil 57 56 55 55 55 59 56 55 55 55 50
SiO, 60 32 33 34 34 34 30 33 34 34 34 40
Li2O 30 5 4 6 5 4 6 6 8 2 3 5
La2O, 4 6 7 5 6 7 4 4 2 8 5 4
Ta:O5 6 0 0 0 0 0 I 1 1 I 3 1
Cs2O O 38 40 39 40 41 34 37 36 42 39 44
Li2O + Ta2O5 36
Eigenschaften 8.5 8.5 8.8 8.3 8.3 8.9 8.5 9.5 8.3 8.9 8.
Logarithmus des 8.9
spezifischen
Widerstandes bei
25 C (Ucm) 40 59 12 12 59 25 18 18 59 45 65
Natriumfehler (mV) 59
bei 75 Γ Kontrollversuche
(Gläser gemäß DE-AS
1496458)
Beispiel
1 2 3
Bestandteil
SiG 62 63
Li2O 27 27 27
La2O, 7 4 7
Ta2O5 2 2 2
Cs2O 2 4 4
Li2O + Ta2O5 29 29 29
Eigenschaften
Logarithmus des spezi 10.1 10.27 10.91
fischen Widerstandes
bei 25 C (12 cm)
Hatriumfehler (mV) 10 10 2 < 10
»ei 25°C
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Glas des Systems Li2O, SiO2, La2O3, Ta2O5, (Cs2O) zur Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, niedrigem spezifischen Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgende Zusammensetzung in Mol% aufweist:
U2O 30-40 SiO2 50-60 U2O1 2- 8 Ta2Os 2- 8 Cs2O 0- 3.
Li2O 32-36 SiO2 55-59 U2Oj 4- 7 Ta2O5 4- 7
IO
DE2626916A 1975-06-19 1976-06-16 Glas des Systems Li↓2↓O, SiO↓2↓, La↓2↓O↓3↓,Ta↓2↓O↓5↓, (Cs↓2↓O) zur Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, niedrigem spezifischen Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung Expired DE2626916C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/588,446 US4028196A (en) 1975-06-19 1975-06-19 PH Responsive glass compositions and electrodes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2626916A1 DE2626916A1 (de) 1976-12-23
DE2626916B2 DE2626916B2 (de) 1980-07-10
DE2626916C3 true DE2626916C3 (de) 1981-03-19

Family

ID=24353886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2626916A Expired DE2626916C3 (de) 1975-06-19 1976-06-16 Glas des Systems Li↓2↓O, SiO↓2↓, La↓2↓O↓3↓,Ta↓2↓O↓5↓, (Cs↓2↓O) zur Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, niedrigem spezifischen Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4028196A (de)
CH (1) CH605440A5 (de)
DE (1) DE2626916C3 (de)
DK (1) DK275176A (de)
GB (1) GB1523536A (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4297193A (en) * 1980-05-22 1981-10-27 Corning Glass Works pH Electrode glass compositions
DE3222325A1 (de) * 1982-06-14 1983-12-15 Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Verfahren und anordnung zur messung der ionenstaerke
HUT52466A (en) * 1987-12-14 1990-07-28 Aleksandr Sergeevich Sergeev Electrode glass
WO1990013023A1 (en) * 1989-04-14 1990-11-01 Bubyreva Nina S Solid phase ionoselective electrode
US5081420A (en) * 1990-06-22 1992-01-14 Fullenwider Malcolm A Method and apparatus for measuring hydrogen ion concentration and activity in an electrolyte
JP2000356619A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Sumitomo Metal Ind Ltd pHセンサおよびそれを使用したpH測定方法
US20030178305A1 (en) * 2000-03-31 2003-09-25 Catalano Lauren M. PH glass membrane and sensor
US20050082167A1 (en) * 2003-07-28 2005-04-21 Yasukazu Iwamoto Glass electrode
US20060249386A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 Bower Michael M Use of an osmotic pump to create a flowing reference junction for ionic-activity sensors
JP4968094B2 (ja) * 2008-02-07 2012-07-04 富士通株式会社 放送受信システム
US20090211924A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 West Steven J pH Electrode and Electrolyte
DE102013114745A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Glaselektrode
JP6917060B2 (ja) * 2017-06-12 2021-08-11 株式会社アタゴ 液質測定装置
US10983084B2 (en) 2018-03-16 2021-04-20 Horiba Advanced Techno, Co., Ltd. Electrode device
US20220404306A1 (en) 2019-11-18 2022-12-22 Thermo Orion Inc. Ion concentration probe with enhanced shielding

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2462843A (en) * 1945-02-07 1949-03-01 Nat Technical Lab Glass electrode
US2444845A (en) * 1946-05-09 1948-07-06 Leeds & Northrup Co ph-responsive glass electrode
US2497235A (en) * 1947-12-12 1950-02-14 Leeds & Northrup Co ph-responsive glass electrodes
US2668143A (en) * 1950-01-19 1954-02-02 Beckman Instruments Inc Glass electrode
US3372104A (en) * 1964-05-18 1968-03-05 Corning Glass Works Glass electrode composition
US3410777A (en) * 1964-05-18 1968-11-12 Corning Glass Works Glass electrode composition
US3480536A (en) * 1965-11-19 1969-11-25 Beckman Instruments Inc Ion sensitive lanthanum-cerium containing glass electrode
JPS5139968B1 (de) * 1965-12-03 1976-10-30
US3458422A (en) * 1966-08-08 1969-07-29 Leeds & Northrup Co Laminated glass electrode diaphragm
US3713992A (en) * 1969-03-15 1973-01-30 T Akazawa GLASS ELECTRODE FOR DETERMINING pH VALUE AT SUPER HIGH TEMPERATURES

Also Published As

Publication number Publication date
DK275176A (da) 1976-12-20
CH605440A5 (de) 1978-09-29
DE2626916B2 (de) 1980-07-10
GB1523536A (en) 1978-09-06
US4028196A (en) 1977-06-07
DE2626916A1 (de) 1976-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2626916C3 (de) Glas des Systems Li↓2↓O, SiO↓2↓, La↓2↓O↓3↓,Ta↓2↓O↓5↓, (Cs↓2↓O) zur Verwendung in einer pH-empfindlichen Membran einer Glaselektrode mit nur geringem Natrium-Fehler, niedrigem spezifischen Widerstand und hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Entglasung
DE2924586A1 (de) Optisches glas
WO2005073704A1 (de) Polymer-elektrolyt, halbzelle für elektrochemische messungen sowie deren verwendung
DE2756161A1 (de) Optisches glas mit hohem brechungsindex und geringem streuungsvermoegen
DE2149183A1 (de) Elektrochemische Zelle und Elektrode hierfuer
US4297193A (en) pH Electrode glass compositions
DE1596898C3 (de) Glaselektrode mit niedrigem elektrischem Widerstand und hohem elektrischem Potential pro pH-Einheit
DE2617155C3 (de) Glas auf der Basis SiO2 ZrO2 -Al2 O3 -LaO3 SrO-CaO-Na2 O -LJ2 O mit erhöhtem elektrischem Widerstand, guter chemischer Resistenz im Temperaturbereich von 90 bis 150 Grad C und einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 12 bis 98 mal 10~7 /Grad C, sowie seine Verwendung
DE2645623C3 (de) Glaselektrode
CH612509A5 (en) Glass electrode
DE1698194A1 (de) Kalium fuehlende Glas-Elektroden
DE1598086A1 (de) Glaselektrode und Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrode
DE974398C (de) Glas fuer die Herstellung von hochleitfaehigen Glaselektroden
DE2544377C3 (de) Glas für ionenselektive Glaselektroden und seine Verwendung
DE2134101A1 (de) Elektronenleitendes glas und glaselektrode zum messen des oxydationspotentials von fluessigen medien
DE2732999C2 (de) Sauerstoffsonde
DE878529C (de) Elektrolytischer Elektrizitaetszaehler
DE1596899C (de) Chemisch resistentes Glas für Glaselektroden mit niedrigem elektrischem Widerstand, hohem elektrischem Potential je pH-Einheit und linearer Abhängigkeit zwischen Potential- und pH-Änderungen
DE1448101C (de)
DE1496576C (de) Über einen Temperaturbereich von 55 bis 125 Grad C eine stabile Dielektnzitats konstante aufweisende Sinterglaser
DE2926323A1 (de) Galvanisches element
DD249003A1 (de) Wasserstoffionensensitive glaeser auf der basis eines na tief 2-o-mgo-sio tief 2-glases
DE2819381A1 (de) Festelektrolytzelle zur korrekturfreien messung geringer sauerstoffaktivitaeten in stahlschmelzen
CH713989A2 (de) Reaktives Glas und Glaselektrode.
DE146593C (de)

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee