DE731775C

DE731775C - Procedure for the temperature-independent determination of the salt content

Info

Publication number: DE731775C
Application number: DES139918D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Lieneweg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1940-01-26
Filing date: 1940-01-26
Publication date: 1943-02-15

Description

Verfahren zur temperaturunabhängigen Bestimmung des Salzgehaltes Bekanntlich ist der pH-Wert ein Maß für die Alkalität bziv. Azidität einer Lauge bzw.Process for the temperature-independent determination of the salt content is known the pH value is a measure of the alkalinity or Acidity of a lye or

Säure. Bei reinen starken Säuren oder Laugen ist nun der pH-Wert unmittelbar ein Maß für den Säure-bzw. laugengehalt der Meßflüssigkeit, da bei den für pH-Messungen in Frage kommenden Konzentrationen diese Stoffe praktisch meist völlig dissoziiert sind. Dagegen ist es nicht ohne weiteres möglich, die Konzentration einer Flüssigkeit an Salzen schwacher Säuren oder Laugen, z. B. Soda, Natriumphosphat oder Zinksulfat, oder an schwachen Säuren oder Laugen selbst durch die Messung des PH-Wertes zu bestimmen.Acid. In the case of pure strong acids or alkalis, the pH value is now immediate a measure for the acid or. alkali content of the measuring liquid, as for pH measurements In the concentrations in question, these substances are practically mostly completely dissociated are. On the other hand, it is not easily possible to concentrate a liquid on salts of weak acids or bases, e.g. B. soda, sodium phosphate or zinc sulfate, or to determine it yourself by measuring the pH value on weak acids or alkalis.

Diese Salze zerfallen nämlich mit steigender Temperatur hydrolytisch, und infolgedessen ändern sie ihren pll-Wert mit steigender Temperatur nach der sauren bzw. alkalischen Seite hin. Auch schwache Sauren oder Laugen ändern ihren pn-Wert mit der Temperatur, da sich mit ihr der Dissoziationsgrad ändert, ferner chemische Umsetzungen sich vollziehen können.These salts disintegrate hydrolytically with increasing temperature, and as a result they change their pll-value with increasing temperature after the acidic one or alkaline side. Weak acids or alkalis also change their pn value with temperature, since the degree of dissociation changes with it, also chemical ones Implementations can take place.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, nach dem man den Gehalt einer Flüssigkeit an Salzen schwacher Säuren oder Laugen oder den Gehalt der Meßflüssigkeit an schwachen Säuren oder Laugen unmittelbar bestimmen kann. und zwar wird dies dadurch erreicht, daß an sich bekannte Temperaturkompensationsscllaltungen für PH-Meßgeräte derart dimensioniert werden, daß bei der Kompensation außer der Temperaturabhängigkeit zwischen EMK und PH-Wert auch die Temperaturabhängigkeit zwischen PH-Wert und Salzgehalt ausgeschaltet wird. indem die zur Temperaturkompensation dieser Einzelbeziehungen erforderlichen neigungen und/oder Parallelverschiebungen der Temperaturkurven zu einer resultierenden Neigung und oder Parallelverschiebung vereinigt werden. The invention now relates to a method by which the content a liquid containing salts of weak acids or alkalis or the content of the measuring liquid can determine directly on weak acids or alkalis. and that is how it becomes achieved that per se known temperature compensation circuits for PH measuring devices be dimensioned in such a way that in the compensation apart from the temperature dependency between EMF and PH value also the temperature dependency between PH value and salinity is turned off. by the temperature compensation of these individual relationships required inclinations and / or parallel displacements the temperature curves be combined to a resulting inclination and / or parallel displacement.

NVird in bekannter Weise lediglich die Temperaturabhängigkeit zwischen EMK und PH-Wert berücksichtigt, so erhält man nämlich nur cin Maß für die Konzentration der in der Lösung enthaltenen Ionen. also für die wirksame oder ionale Konzentration. Diese ionale Konzentration, die bei sauren oder basischen Lösungen durch den PH-Wert zum Ausdruck kommt, wiire durch eine messung der EMK nicht richtig bestimmbar, wenn nicht die Temperaturbeziehung zwischen EMK und PH-Wert bekannt wäre und bei der Messung berücksichtigt würde. Will man jedoch eine analytische Konzentration, also den gesamten Salzgehalt einer solchen Lösung bestimmen, so ist dieser mit der ionalen Konzentration nur in sehr verdünnten Lösungen übereinstimmend. Besonders bei schwachen Säuren oder laugen ist bereits bei mäßig konzentrierten Lösungen ein merklicher Unterschied zwischen der ionalen Konzentration, die elektromotorisch wirksam ist. und dem molaren Gehalt festzustellen. Es ist also bei diesen Messungen noch der Aktivitätskoeffizient, das ist der Quotient aus der mittleren Ionenaktivität und dem molaren Gehalt der Lösung, zu berücksichtigen. Dieser Aktivitätskoeffizient sit vom molaren Gehalt und von der Temperatur abhängig. Erst durch Berücksichtigung dieser Abhängigkeit ist es möglich, durch eine einzige ElK-Messung direkt zu einer Aussage über den durch Analyse feststellbaren molaren Salzgehalt zu gelangen. In a known manner, only the temperature dependency between If the EMF and PH value are taken into account, you only get one measure of the concentration of the ions contained in the solution. that is, for the effective or ionic concentration. This ionic concentration, which in the case of acidic or basic solutions, is determined by the pH value expresses that it cannot be correctly determined by measuring the emf, if the temperature relationship between EMF and PH value would not be known and at the Measurement would be taken into account. But if you want analytical concentration, then To determine the total salt content of such a solution, this is with the ional Concentration only consistent in very dilute solutions. Especially with the weak Acids or bases are noticeable even with moderately concentrated solutions Difference between the ional concentration that is effective electromotive. and the molar content. So it is still the for these measurements Activity coefficient, that is the quotient of the mean ion activity and the molar content of the solution. This activity coefficient depends on the molar content and on the temperature. Only through consideration this dependency it is possible through a single ElK measurement directly to one To obtain a statement about the molar salt content that can be determined by analysis.

In der Zeichnung sind zum leichteren Verständnis des neuen Verfahrens die Verhältnisse, die sich bei seiner Anwendung ergeben, graphisch dargestellt. Auf der waagerechten .\chse dei Koordinatensystems ist der pH-Wert, auf der aufwärts weisenden Achse die EMK, afu der abwärts weisenden Achse der Salzen gehalt aufgetragen. Es besteht also die Aufgabe, eine Kompensation derart durchzuführen, (laL.) der von dem Meßgerät angezeigte Wert tier EMK ein eindeutiges Bild über den Salzgehalt ergibt. Einerseits ist die Beziehung zwischen EMK und PH-Wert temperaturabhängig, wie dies durch die@beiden Kurven t1 und t2 angegeben ist, die diesen Zusammenhang für zwei Temperaturen wiedergeben; anderseits ist aber auch der Zusammenhang zwischen PH-Wert und Salzgehalt temperaturabhängig, wie das die beiden anderen Kurven T1 und T2 zeigen. Die Temperaturen t1 und T1 sind selbstverständlich untereinander gleich, entsprechend t2, T2 usw. wird dann beispielsweise die Temperatur t1, T1 als Be. zugstemperatur gewählt, so sind zur Temperaturkompensation zunächst die kurven f2r die anderen Temperaturen t2, t3 usw. durch Neigung und parallelverschiebung mit der Kurve für tt und ferner in gleicher Weise die Kurven für T2, T3 usw. mit der Kurve T1 zur Deckung zu bringen. Beide Drehungen und Parallelverschiebungen lassen sich nun gleichzeitig in einer einzigen Temperaturkompensationsschaltung an sich bekannter Art durchführen, da man durch Überlagerting beider Neigungen bzw. Parallelverschiebungen zu einer resultierenden Neigungs- bzw. Parallelversehiebung kommt, für die die Schaltung zu dimensionieren ist. Man ist damit in die Lage versetzt, ein PH-Meßgerät unmitteilbar in Salzkonzentrationen zu eichen oder z.B. bei Hochdruckkesselanlagen auch in Satronzahl, sofern in letzterem Falle, wie es bei Hochdruckkessclanlagen üblich ist, nur ein Salz, z. B. Na2PO1, zur Enthärung dem Speisewasser zugeführt wird. In the drawing are to make the new process easier to understand the relationships resulting from its application are shown graphically. On the horizontal. \ Axis of the coordinate system is the pH value, on the upwards The emf on the axis pointing downwards is plotted on the salt content on the downward pointing axis. So there is the task of performing a compensation in such a way (laL.) Der The EMF value displayed by the measuring device provides a clear picture of the salinity results. On the one hand, the relationship between EMF and PH value is temperature-dependent, as indicated by the @ two curves t1 and t2, this relationship reproduce for two temperatures; on the other hand, there is also the connection between The pH value and salinity depend on the temperature, like the other two curves T1 and T2 show. The temperatures t1 and T1 are of course one below the other the same, corresponding to t2, T2 etc., the temperature t1, T1, for example, then becomes as Be. selected draft temperature, the temperature compensation are initially the curves for the other temperatures t2, t3 etc. by inclination and parallel displacement with the curve for tt and also the curves for T2, T3, etc. in the same way to bring the curve T1 to coincide. Both rotations and parallel displacements can now be used simultaneously in a single temperature compensation circuit perform in a manner known per se, since by superimposing both inclinations or Parallel displacements to a resulting inclination or parallel displacement for which the circuit is to be dimensioned. One is thus able to to calibrate a PH measuring device in a non-communicable manner in salt concentrations or, for example, in high-pressure boiler systems also in satron number, provided that in the latter case, as is the case with high-pressure boiler systems it is common to use only one salt, e.g. B. Na2PO1, fed to the feed water for softening will.

Neben dem eben hier ausgeführten Verwendungzweck läßt sich das Verfahren nach der Erfindung ganz allgemein überall dort anwenden, wo Konzentrationsbestimmungen, insbesondere von schwachen Säuren oder Laugen bzw. deren Salzen, durchzuführen sind, so z. B. bei der Bestimmung des Sodagehaltes in den Entfettungswässern der Wollwäschereien. In addition to the purpose just outlined here, the method according to the invention generally apply wherever concentration determinations, in particular weak acids or alkalis or their salts are to be carried out, so z. B. in determining the soda content in the degreasing water of wool laundries.

Claims

PATENT CLAIM: Method for the temperature-independent determination of the Salt content, preferably of salts of weak acids or alkalis, or of acids or lye content, preferably weak acids or lyes, using PH measuring devices, characterized in that temperature compensation circuits known per se for PH measuring devices are dimensioned in such a way that, in addition to the temperature dependency between EMF and PH value also the temperature dependency between PH value and salinity au-is switched by the temperature compensation of these individual denominations required inclinations and / or parallel shifts of the temperature curves a resulting inclination and / or parallel displacement are combined.