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Bezugs-Tauchelektrode für elektrometrische Messungen Bei (leg verbreiteten
Verwendung. deren sich die elektrometrische Bestimmung von Ionenkonzentrationen
gerade in Industrien erfreut, die ihrer Art nach nicht spezifisch chemisch zu nennen
sind, und die auch nicht Ingenieure und Chemiker beschäftigen, die sich eingehend
der Betriebskontrolle durch Potentialmessungen widmen können oder auf diesem Gebiet
bereits sachverständig- sind und praktische Erfahrungen haben. ist es von größter
Bedeutung, Meßeinrichtungen zu schaffen, die sofort gebrauchsfertig sind und gebrauchsfertig
geliefert werden können.
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Ein wesentlicher Teil solcher elektrometrischen Meßeinrichtungen sind
die Bezugselektroden. Bisher mußten diese z. B. aus Ouccksilber, Kalomel und Kaliumchlorid
vor Beginn der :Messungen präpariert werden, wozu sowohl eine längere Arbeitszeit
(Sättigung der KCl-Lösung mit Kalomel) als auch Sachkenntnis 'des Ausführenden erforderlich
ist. Weiterhin setzt die Handhabung vieler bisher gebräuchlichen Elektroden ein
gewisses experimentelles Geschick voraus, und sind- die meisten bisher gebräuchlichen
Elektrodentypen, z. B. alle, die mit Hebern und 'Schnä -beln ausgerüstet sind, ausgesprochene
Laboratoriumsapparate, deren Zweckmäßigkeit für den Betrieb und seine Überwachung
nicht bestätigt werden kann. Insbesondere ist es sehr schädlich für die Konstanz
des Bezugselektrodenpotentials, wenn sich bei der Handhabung innerhalb der gebrauchsfertig
gefüllten Elektrode (las ()ueclcsilber und die Platinzuführung gegenüber dem Salzbrei
der Füllung bewegen können, wie (las bei allen bisher bekannten Elektroden (leg
Fall ist, bei denen zur Stromableitung ein bewegliches Glasrohr mit Platindurchschmelzung
durch eine Öffnung mit Hilfe eines Stopfens oller Schliffes von oben in (las Elektrodengefäß
eingesetzt wird. Solche Elektroden sind z. B. beschrieben im »Handbuch (leg Arbeitsmethoden
in der anorganischen Chemie<;, herausgegeben von A. S t ä 1i 1 e r, 3. Bd. 2.
Hälfte igi4 S. S66.
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Die iin folgenden beschriebene Be7ugselektroderiform hat demgegenüber
folgende Vorteile: i. Sie ist versandfähig vor Ingebrauchnahme und nach wiederholtem
Gebrauch.
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Sie ist gebrauchsfertig in jedem Augenblick ohne weitere Hantierungen,
auch nachdem sie oft gebraucht und verpackt war.
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3. Sie ist sehr einfach bruchsicher zu verpacken.
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Sie hat eine einfache handliche Form und besitzt keine Ansatzröhren
oder Hähne, die leicht abbrechen können.
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;. Sie ist eine Vermischung der Füllungsbestandteile mit der Zwischenlösung
oder der zu messenden Lösung nicht ausgesetzt, besitzt also eine große Lebensdauer.
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(i. Sie besitzt einen sehr geringen inneren Widerstand und gestattet
daher eine vielseitige @-erwen(lung.
;. Sie kann als Tauchelektrode
durch verhältnismäßig enge üffnungen in Gefäße eingeführt «erden.
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Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß das Elektrodengefäß zur
Aufnahme von verquicktem Platin, Quecksilbersalz und anderen Salzen bzw. Lösungen
als oben offenes Mantelgefäß ausgebildet ist, welches ein mit ihm fest verschmolzenes
isolierendes Rohr umgibt, durch das der als Stromzuführung dienende Platindraht
geführt und am unteren Ende hindurchgeschmolzen ist, so daß sein verquicktes Ende
in das Mantelgefäß ragt, derart, daß der Elektrolyt der Elektrode mit der zu messenden
oder dazwischengeschalteten Lösung ohne seitliche Ansatzrohre allein über den Rand
des Elektrodengefäßes hinweg kommuniziert.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der neuen Elektrode
dargestellt. Die Quecksilberfüllung ist zwecks besserer Versandfähigkeit durch ein
(wie insbesondere an dem angefüllten Gefäß aus Abb. :a ersichtlich ist) durch das
Glas geschmolzenes verquicktes Platinblech Pt ersetzt und dieses von den anderen
Salzen und ihrer lIutterlauge umgeben. Cber der Salzfüllung befindet sich ein fester
Pfropfen Pf
aus Zellstoff oder Asbest, um ein Herausfallen der Kristalle und
Auslaugen der Lösung zu verhindern. Der Rand des Mantelgefäßes ist oben entweder
ein wenig aufgebördelt, um den Gummistopfen G1 bei Außerbetriebnahme und Verpackung
gut einzulassen, wie die Abb. i und z zeigen, oder nach Abb. 3 ein wenig eingezogen
und dem zentrischen Zuleitungs- und Befestigungsrohr genähert, so daß das Gefäß
mit einem Schlauch Sch, (Abb. 3) abgedichtet werden kann. Die weite Üffnung oben
bedingt einen geringen inneren Widerstand, der auch nicht erheblich vergrößert wird,
wenn die Elektrode nach Abb.4 von einer oben in die Elektrode tauchenden Stulpe
St aus Zellstoff oder anderem geeigneten Material umgeben ist und diese Stulpe durch
eine weitere Flappe oder einen Schlauch (siehe Sch= in Abb.4) aus Gummi festgehalten
wird. Eine derartige Zwischenschaltung saugfähigen Stoffes zwischen die Elektrolyten
zur Verineidung der Vermischung war bisher nur in der Form bekannt, (laß damit fieberartige
Verbindungsglasröhren ausgestopft wurden. Ein der Salze und ein Vermischen der Füllung
der Elektrode mit der 1-üsung. in die die Elektrode eintaucht, kann inan auch in
der Weise vermeiden, daß man die Elektrode - zumal wenn sie mit Kaloniel, gesättigter
Kaliunichloridlösung und KC1-Kristallen gefüllt ist - nicht direkt in die gewöhnlich
als Zwischenflüssigkeit benutzte gesättigte reine KCl-Lösung, sondern innerhalb
eines oben und unten offenen Glaszylinders C in diese Lösung stellt (Abb. 5). Dieser
Zvlinder verhindert. daß der obere offene Rand der Elektrode mit der oberen, meist
verunreinigten Schicht der KCl=Lösung in Berührung kommt. Das ist sehr wesentlich,
da in den meisten Fällen die gesättigte ICCI-Lösung nach häufigem Gebrauch und nach
Verunreinigung (z. B. durch C:hinhydron) wegen ihres hohen spezifischen Gewichtes
diese Verunreinigungen in einer verdünnten Schicht an der Oberfläche enthält. Ein
solcher Scliutzzvlinder verhindert das Hinzutreten der nberfliiclilich verunreinigten
KCl-Lösung zur Elektrode vollständig. Spezifisch schwere Verunreinigungen, die sich
am Boden des KCl-Gefäßes absetzen, schaden der nach der Erfindung geformten Elektrode
nicht. da die Üffnung der Elektrode oben liegt.
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Es mag hervorgehoben werden, daß sich die Füllung der Elektrode nicht
auf Kalomel-KCl zu beschränken braucht. sondern daß auch andere Quecksilbersalze
und Salzkombinationen als Füllung in Betracht kommen und auch Amalgame auf dem Platinblech
niedergeschlagen sein können. Endlich sei auf den Vorteil hingewiesen, den die Anordnung
nach Abb. i für den Versand der Elektrode besitzt. Im Verein mit einem zweiten Gummistopfen
G_ und dem bereits erwähnten Zvlinder C, der für den Gebrauch der Elektrode in gesättigten
Salzlösungen bestimmt ist, läßt sich die gefüllte Elektrode stoßfrei und bruchsicher
verpacken und versenden (siehe Abb. i), wobei der Zylinder auch noch dafür sorgt,
daß Kristalle, die etwa am Gummistopfen G1 ausblühen, nicht die anderen Apparate,
mit denen die Elektrode verpackt ist, verschmutzen.