DE640601C

DE640601C - Vorrichtung zur Bestimmung des Saeuregrades nach der Kompensationsmethode

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Publication number: DE640601C
Application number: DEK136722D
Authority: DE
Original assignee: WILLY KORDATZKI DR
Current assignee: WILLY KORDATZKI DR
Priority date: 1935-01-31
Filing date: 1935-01-31
Publication date: 1937-01-11

Description

■1? FBB. 1337

Durch das- Patent 638 903 sind Hilfsmittel bekanntgeworden, um bei Kompeiisationsapparaten nach Poggendorf zur Bestimmung des Säuregrades, welche einen in pH-Einheiten geeichten Potentialgefällsdraht _;. besitzen, eine unmittelbare Temperatur-""' korrektur vorzunehmen, so daß der an der PH-Skala abgelesene Wert keiner Umrech-• nung bedarf, sondern für die jeweils vorliegende eingestellte Meßtemperatur richtig ist. : Diese Hilfsmittel bestehen im wesentlichen ■„ darin, daß der eigentliche, in pH-Einheiten ·■ geeichte Potentialgefällsdraht nach beiden Seiten durch einstellbare Widerstände defi-15. nierter Größe verlängert ist, deren Einstell-, Vorrichtung mit einer Temperaturskala ver- \ sehen ist. Bei Einstellung auf bestimmte 1 Temperaturmarken stehen dann die eingeschalteten Widerstände zueinander und zum Potentialgefällsdraht in einem bestimmten, und zwar solchen Verhältnis, daß mit jedem Intervall der mit dem Potentialgefällsdraht fest verbundenen pH-Skala ein solcher mY-Bereich des Gefällsdrahtes zusammenfällt, wie er für die eingestellte Temperatur erforderlich ist.

Es hat sich nun gezeigt, daß es in Fortentwicklung des Erfindungsgedankens des Hauptpatentes möglich ist, auch direkt den PH-Wert an einem Meßinstrument anzeigende Geräte mit unmittelbarer Temperaturkorrektur zu schaffen.

Es sind Schaltungen bekanntgeworden, bei denen die zu messende Spannung gegen eine veränderliche, zunächst unbekannte Hilfs-Spannung, welche über einem Potentialgefällswiderstand liegt, kompensiert wird, bis beide gleich sind. Sodann wird die der Meßspannung gleiche Kompensationsspannung gemessen, indem man an den lie Kompensationsspannung liefernden stromdurchflossenen Widerstand ein-hochohmiges Millivoltmeter legt. Eine andere Möglichkeit zur Bestimmung der der Meßspannung gleichen Kompensationsspannung auf indirektem Wege bestünde, darin, daß man den Strom mißt, welcher den bekannten Widerstand durchfließt, von welchem die Kompensationsspannung abgegriffen ist. In Abb. 1 und 2 sind zwei Schaltungen dieser Art angegeben.

In Abb. ι bedeutet W den von der Batterie B gespeisten Potentialgefällsdraht W; gegen abgegriffene Teilbeträge desselben wird unter Benutzung des Nullinstrumeiites N und des Tasters T die unbekannte Spannung χ kompensiert. V ist das zur Ablesung der Meßspannung dienende Millivoltmeter. Gemäß Abb. 2 wird die.über W liegende Span-

nung mittels des Widerstandes R reguliert, bis sie gleich χ ist. A ist das Milliamperemeter zur Ablesung des AIeßergebnisses.

Bei beiden Schaltungen ist es nun möglich, _, 5 das Anzeigeinstrument mit einer in pH-Einheiten geeichten Skala zu versehen, an welcher direkt der zu messende pn-Wert abgelesen werden kann. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die pH-Anzeige des Meß-Instrumentes nur für diejenige Temperatur der Meßlösung gültig ist, die der bei der Eichung zugrunde gelegten Temperatur entspricht (meist i8°). Für andere Temperaturen der Meßlösung müssen an den abgeleseneu Werten Korrekturen rechnerisch vorgenommen werden, deren Höhe in umständlicher Weise eigens für jeden pH-Wert und Meßtemperatur aus Tabellen und Kurven entnommen werden muß.

Die bei Temperaturverschiebungen der Meßlösung auftretenden Änderungen, welche die Millivoltspannung einer Elektrodenkette bei einem bestimmten pH-Wert zeigt, hängen von dem Temperaturkoeffizienten der beiden Halbelemente der Elektrodenkette sowie von der Beziehung zwischen pH-Zahl und mV-Wert ab, die sich aus der Nernstschen Formel für Konzentrationsketteh ergibt (z. B. entspricht ein ganzes pH-Intervall bei 18° 57,7 mV und bei 20° 59,3 mV). Die Folge dieser verschiedenen sich überschneidenden Einflüsse ist eine komplizierte Verschiebung

. der pn-Werte bei Temperaturänderungen, die durch folgendes Beispiel für die Kette:

»Chinhydronelektrode gegen gesättigte Kalomelelektrode« anschaulich wird.

Es entsprechen sich folgende Werte bei den einzelnen Temperaturen:

40 Temperatur	P117.87=	PII4.84=	PR]₁Si =
10° i8° 26° 45	13 mV 0 - — 13 -	183 mV 175 - 167 -	353mV 350 - 347 -

Durch die Erfindung lassen sich nun auch

anzeigende pH-Instrumente ^mit unmittelbarer

. Temperaturkorrektur schaffen. Dabei wird durch die angewendeten Hilfsmittel in ähnlicher Weise wie beim Hauptpatent ermöglicht, einen bestimmten vom Potentialgefällsdraht abgegriffenen, dem Meßinstrument zugeführten mV-Wert bzw. mV-Intervall und die zugehörige ρπ-Anzeige des Meßinstrumentes in solcher Weise gegeneinander zu verschieben, daß diejenigen mV- und pH-Werte miteinander korrespondieren, welche durch die betreffende Meßtemperatur bedingt sind. Dabei tritt an die Stelle des gemäß dem Hauptpatent an den Anfang des Meßdrahtes geschalteten Widerstandes, welcher die Nullage des Meßdrahtes zu ändern erlaubt, ein Hilfsmittel, die Nullage des Anzeigeinstrumentes in definierter Weise direkt zu ändern. Das geschieht auf folgendem Wege: Es wird das anzeigende Meßinstrument, welches eine verstellbare Nullstellung besitzen muß, mit verschiedenen Nullmarken für die einzelnen Temperaturen ausgestattet. Beispielsweise trägt die pH-Ableseskala für die eben herangezogene Elektrodenkette eine Nullmarke bei 7,87 pH für i8° und bei 7,65 pH für 26°; denn es ergibt sich aus obiger tabellarischer Aufstellung, daß bei 26 ° einer Spannung von ο mV ein kleinerer pH-Wert als 7,87 entspricht, und zwar, wie die Berechnung zeigt, ein Wert von 7,65.

Bei Einstellung auf die genannten Marken ist das Meßinstrument stromlos. Da Stromlosigkeit ο mV-Spannung bedeutet, was bei den genannten Temperaturen den beistehenden pH-Werten entspricht, ist die Anzeige des Meßinstrumentes an seiner pn-Ableseskala für die eingestellte Temperatur also im Ge biet des Skalenumfanges richtig.

Ferner wird das Meßinstrument gemäß der Erfindung mit einem einstellbaren Vorwiderstand ausgestattet. Dieser Vorwiderstand wird bei den einzelnen Meß tempera türen auf go einen solchen Wert eingestellt, daß der Ausschlag des Meßinstrumentes dem bei der Temperatur vorliegenden pa-m V-Verhältnis (nach der Nernstschen Formel, \-gI. oben) entspricht. Es müssen also nach vorgenommetier Einstellung z. B., wie oben ausgeführt, bei i8° einer ganzen Einheit der pa-Skala 57,7 mV und bei 26⁰ 59,3 mV entsprechen.

Wenn dann z.B. bei 18⁰' das "Meßinstrument auf die Nullmarke bei 7,87 pa eingestellt und ferner der Vorwiderstand in der eben beschriebenen Weise für i8° eingestellt ist, entspricht einem Zeigerausschlag, bis 4,84 pH, was einen 7,87 — 4,84 = 3,03 Einheiten der Skala umfassenden Ausschlag bedeutet, 3,03 χ 57,7 mV = 175 mV; tatsächlich beträgt die Spannung einer Elektrodenkette 175 mV, wenn ihr p_H-Wert bei i8° 4,84 ist, so daß die Anzeige des Meßinstumentes also richtig ist. Ist in einem anderen Falle für 26⁰ das Meßinstrument auf die Nullmarke bei 7,65 pa eingestellt und der Vorwiderstand ebenfalls für 26° so einreguliert, daß einer Ph-Einheit der Skala 59,3 mV entsprechen, sp umfaßt ein Ausschlag des ÄIeßinstrumentes bis 4,84Ph 7,65—4,84 = 2,81 Einheiten der pH-Skala, was 2,81 χ 59,3 = 167 mV entspricht. Tatsächlich zeigt bei 26° eine Elektrodenkette dann 167 mV Spannung, wenn ihr pH-Wert 4,84 ist, so daß also die Anzeige des Meßgerätes auch für die neueingestellte Temperatur wieder richtig ist.

(540601

Die Einsteilskala des genannten Vorwiderstandes wird zweckmäßig mit einer Temperatureinteilung versehen, so daß bei Einstellung des Drehknopfes des Widerstandes auf eine bestimmte Temperatur der erforderliche Widerstand eingeschaltet ist. Ebenso kann man den Nulleinstellungsknopf oder -hebel des Meß Instrumentes mit einer Temperaturskala versehen.

ίο Es ist auch möglich, die Einstellvorrichtung des Widerstandes mit der verstellbaren Nulleinstellung des Meßinstrumentes so zu kuppeln, z. B. durch eine gemeinsame Achse, daß bei Einstellung der Nulleinstellung. auf eine bestimmte Temperaturmarke gleichzeitig der Widerstand auf den für die fragliche Temperatur notwendigen Wert eingestellt wird. Ferner besteht die Möglichkeit, statt des Vorwiderstandes mit der gleichen Wirkung einen Parallelwiderstand zum Meßinstrument anzuwenden.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist in der Abb. 3 dargestellt, die ohne weiteres verständlich ist.

In entsprechender Weise wie für die Schaltung der Abb. 1 läßt sich auch bei der Schaltung der Abb. 2 eine Temperaturkompensation anbringen, indem man das Meßinstrument mit verschiedenen Nullmarken \-ersieht und mit einem Parallelwiderstand ausstattet. Dieser bewirkt bei Einstellung auf einen der jeweiligen Meßtemperatur zugeordneten Widerstandswert, daß der vom Meßinstrument angezeigte ρΉ-Wert und der

über dem Widerstand liegende, durch das Meßinstrument indirekt gemessene mV-Wert der Nernstschen Formel bei der jeweiligen Temperatur entsprechen.

Falls ohne Verwendung eines Nullinstrutnentes N gearbeitet wird, wobei dann die noch nicht voll erreichte Kompensation sich in kleinen Ausschlagsänderungen des Millivoltmeters V oder Milliamperemeters A äußert, ist die beschriebene Vorrichtung in gleicher Weise anwendbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Säuregrades nach der Kompensationsmethode mit unmittelbarer Temperaturkorrektur nach Patent 638 903, bei weleher die von dem Potentialgefällsdralit abgegriffene, der Meßspannung gleiche Kompensationsspannung von einem in pH-Einheiten geeichten Meßinstrument angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung der für jede bestimmte Temperatur festliegenden Beziehung zwischen der vom Potcntialgefällsdraht abgegriffenen Spannung und der zugehörigen Anzeige an der pn-Eich- ßo skala das Meßinstrument, welches eine verstellbare Nulleinstellung besitzt, mit verschiedenen Nullpunktsmarken für verschiedene zugehörige Temperaturen versehen ist"und daß das Meßinstrument mit verstellbaren Vor- oder Parallelwiderständen ausgestattet ist, bei- deren iiiu-. stellung auf bestimmte Ohmwerte die pH-Ableseskala des Meßinstrumentes für bestimmte Temperaturen gültig ist, welche den genannten Ohmwerten jeweils zugeordnet sind.'

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die liiustellskala der verstellbaren Vor- oder Parallelwiderstände mit einer Temperatureinteilung versehen ist, so daß bei Einstellung auf eine bestimmte Temperaturmarke der der betreffenden Temperatur zugeordnete Ohmwert eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung des Widerstandes mit der verstellbaren Nulleinstellung des Meßinstrumentes so gekuppelt ist, daß bei _8j Einstellung der Nulleinstellung auf eine bestimmte Temperaturmarke gleichzeitig der Widerstand auf den für die fragliche Temperatur notwendigen Wert eingestellt wird. _go

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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