DE750436C - Glaselektrode zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration - Google Patents

Description

• Glaselektrode zur Messung der Wasserstoffionenkonzentration Die Erfindung bezweckt, eine für den praktischen Gebrauch geeignete, vor allem handliche und schwer zerbrechliche Glaselektrode zur Messung der W,asserstoffionenLonzentration zu schaffen.
• Bisher hat sich die Glaselektrode nur wenig in Laboratorien einzuführen vermocht, da sie im Gebrauch zu umständlich ist. Das ist besonders darauf zurückzuführen, daß sie wegen der geringen Stärke und der Zerbrechlichkeit der Glasmembran sehr vorsichtig behandelt werden muß.
• Die iibliche Form der Glaselektrode ist die einer dünnen aufgeblasenen Kugel am Ende eines Glasrohres. Diese Kugeln haben einen Durchmesser bis 2 cm, eine Wandstärke von etwa 0,02 mm und einen elektrischen Widerstand von etwa 10 Megohm. Berührung oder starke Erschütterung führt zum Bruch der mit der Bezugsfiüssigkeit gefüllten Kugelmembran; es ist darum auch nicht möglich, mit solchen Elektroden breiförmige Niassen, wie z. B. Bodensuspensionen, zu messen.
• Die neue Elektrodenform lehnt sich an die jedem Laboratoriumsarbeiter geläufige Form des Becherglases an. Erfindungsgemäß hat die Glasmembran, welche als wasserstoffionenanzeigende Elektrode wirksam ist, die Gestalt eines Bechers, welcher im Abstand von einigen Millimetern von einem starkwandigen Glaszylinder umgeben ist, dessen oberer Rand mit dem Rand der becherförmigen Membran fest verschmolzen ist. Durch Aufblasen eines Glasrohres kann man dünuwan dige becherglasförmige Gefäße von ungefähr 4 bis 5 cm Durchmesser und etwa 8 cm Höhe herstellen. Ein solches Gefäß hat eine etwa Iomal so große Oberfläche wie die anfangs genannten Kugelmembranen. Die ÄVandstärke kann also ebenfalls iomal so groß sein wie bei jenen, oxime daß der elel;trische Widerstand erhöht wird. Dadurch wird die WIembran, welche also etwa 1/5 mm stark ist, erheblich widerstandsfähiger gegen mechanische Beanspruchung.
• Zum Schutz gegen Beschädigungen ist nun das SIembranbecherglas von einem starkwandigen Glasmantel umgeben, welcher an seinem oberen Ende mit der Membran verschmolzen ist. An seinem unteren Ende ist der äußere Glasmantel verschlossen. Seitlich zweigt unten ein Ansatz rohr ab, welches senkrecht aufgebogen ist. Der zum Schutz der Glasmembran vorgesehene starke Glasmantel ergibt nun mit der Alemqbran gleichzeitig einen Hohlraum, welcher zur Aufnahme der Bezugsfiüssigkeit dient. Diese wird durch das seitliche Ansatzrohr eingefüllt, welches dann durch einen die Bezugselektrode tragenden Schliffstopfen verschlossen wird. Ein Ausführungsbeispiel der neuen Elektrode ist in der Zeichnung dargestellt.
• Bei der Messung wird nun so vorgegangen, daß die zu messende Lösung in den inneren Becher wie in ein Becherglas eingefüllt wird.
• Dann wird die äußere Ableitungs- oder Rezugselektrode in Verbindung mit der Meßlösung gebracht; das kann z. B. in der Weise geschehen, daß mittels eines Stopfens auf das Becherglas ein Glasgefäß aufgesetzt wird, welches unten mit einem porösen Tonstift verschlossen ist und eine gesättigte Kalomelbezugselektrode enthält. Nach der Messung wird der Becher entleert, gespült und mit der nächsten Lösung neu gefüllt. Die I Handhabung der Elektrode entspricht also ganz der Benützung der in jedem Laboratorium gehräuchlichen Bechergläser.
• Die beschriebene Formgebung gewährleistet eine gute Isolation der beiden Lösungen gegeneinander. Bekanntlich beruht die Wirksamkeit der Glaselektrode darauf, daß die beiden an die Membran angrenzenden Lösungen eine vom pirWert abhängige Potentialdifferenz annehmen. Diese Potentialdifferenz sucht sich durch Kriechströme von einer zur andern Lösung auszugleichen. Damit ein solcher Ausgleich nicht merklich stattfinden kann, muß der äußere Isolationsweg von einer Lösung zur andern einen mindestens Iooomal so großen Widerstand haben wie der innere Widerstand der Elektrode, d. h. der Widerstand der Glasmembran beträgt, wenn das Potential nicht mehr als ein Promille abfallen soll. Bei der beschriebenen Anordnung muß der Kriedistrom von der inneren Lösung erst an der äußeren Wandung des Ansatzrohres und dann am äußeren Glasmantel entlang seinen Weg nehmen, ehe er zur inneren Lösung gelangt.
• Als Füllung des Hohlraumes zwischen den beiden Glasgefäßen eignet sich vorzugsweise eine Gallerte aus Kieselsäure von belianntem pn-Wert. Diese Gallerte bewirkt eine erhebliche mechanische Stützung der Glasmembran; sie hat auch den Vorteil, daß sie beim Ausleeren der Meßlösung aus dem Becherglas nicht fließt, sondern ihre Lage behält. Gegenüber den sonst iiblichen Bezugslösungen (z. B. nlIo-Salzsäure) besitzt diese Kieselsäuregallerte ferner den Vorzug, daß sie als glasverrvandtes Material die Membran, die meist aus leicht angreifbarem Glas besteht, nicht angreift. Darum treten keine langsamen Potentialänderungen infolge von chemischen Umsetzungen auf, welelle eine Neufüllung mit Bezugslösung bedingen würden; eine solche Notwendigkeit der häufigen Neufüllung würde der steten, bequemen Gebrauchsfähigkeit der Elektrode sehr abträglich sein.
• Es wurde weiter gefunden, daß es ein Vorteil für die Genauigkeit der beschriebenen Elektrode ist, wenn der innere Glasbecher nicht bis zum oberen Rande dünnwandig ist, sondern nur bis zur normalen Füllhöhe, während darüber die Wandstärke derjenigen des äußeren Mantels entspricht. Ist nämlich der nicht von Flüssigkeit umgebene Teil des Membranbechers auch dünnwandig, so wirkt er gegenüber den ihn benetzenden Tropfen und Schichten von Lösungsresten gleichfalls als Elektrode, und zwar in einer ziemlich irregulären \\reise, so daß das Elektrodenpotential um merkliche Beträge ungenau wird. Das wird vermieden, wenn die nicht von Lösung umspülte Zone des inneren Bechers aus so starkem Glas gemacht wird, daß es praktisch nicht als Elektrode wirksam ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Glaselektrode zur Messung der Wasserstofflonenkonzentration, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasmembran, welclle als wasserstoffionenanzeigende Elektrode wirksam ist, die Gestalt eines Bechers hat. welcher im Abstand von einigen Millimetern von einem starkwandigen Glaszylinder umgeben ist, dessen oberer Rand mit dem Rand der becherförmigen Membran fest verschmolzen ist.
2. 2. Glaselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Becher nur bis zur normalen Füllhöhe von einer dünnen Membran, obedialb derselben jedoch von einem starkwandigen Glasrohr gebildet wird.
3. 3. Glaselektrode nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen becherförmiger Membran und starkwandigem Glasmantel befindliche Hohlraum mit der Bezugsflüssigkeit, vorzugsweise mit Kieselsäuregallerte von definierter Wasserstoffionenkonzentration, gefiillt ist.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stande der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckscllriften in Betracht gezogen worden.