DE824268C - Polarographisches Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von reduzierbaren Gasen, insbesondere von Sauerstoff, in waessrigen Loesungen - Google Patents

Description

• Polarographisches Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von reduzierbaren Gasen, insbesondere von Sauerstoff, in wäßrigen Lösungen Zur Bestimmung von reduzierbaren Gasen, insbesondere von Sauerstoff, in Wasser oder wäßrigen Lösungen, ist das Stromspannungsverfahren bekannt, das mit Hilfe von Quecksilbertropfelektroden oder von festen Platinelektroden arbeitet. Es wird dabei an die Elektroden eine Spannung von solcher Größe gelegt, daß an der Kathode eine Reduktion des Sauerstoffs zu Wasser stattfindet. Die Stromstärke ist dabei im wesentlichen durch die Diffusion des Sauerstoffs an die Kathode bedingt. Die Empfindlichkeit ist bei Verwendung von Platinelektroden aber erheblich geringer als bei Verwendung von Quecksilbertropfelektroden.
• Erfindungsgemäß wird bei einem polarographischen Verfahren bzw. bei einer zur Durchführung eines solchen Verfahrens dienenden Vorrichtung zur Bestimmung von reduzierbaren Gasen, insbesondere von Sauerstoff, in Wasser oder einer wäßrigen Lösung für die Kathode ein Stoff mit hoher Überspannung gegen Wasserstoff und zugleich möglichst geringer Überspannung gegen Sauerstoff verwendet. Durch diese Maßnahme wird die Empfindlichkeit der Meßanordnung bzw. des Meßverfahrens gesteigert. Die geringere Empfindlichkeit der Platinelektrode ist hervorgerufen durch Reaktionshemmungen bei den an der Kathode vor sich gehenden Reaktionen. Solche Reaktionshemmungen können in der Regel durch die Entladungsgeschwindigkeit der Wasserstoffionen an der Elektrode hervorgerufen werden. Für die Reaktionsgeschwindigkeit ist vor allem die Energiedifferenz zwischen dem ionisierten Zustand und dem adsorbierten Zustand des Wasserstoffatoms am Metall maßgebend. Da die für die Energiedifferenz maßgebende Größe durch die atomare Adsorptionswärme des Wasserstoffes bestimmt ist und da diese Adsorptionswärme um so kleiner ist, je größer die Überspannung des Elektrodenmetalls ist, wird bei einer fest angelegten EMK von z. B. 1 Volt bei der Sauerstoffbestimmung die Reaktion um so weniger gehemmt sein, je größer die Überspannung des Elektrodenmetalls ist. Andererseits muß das Elektrodenmetall eine große Bindungsfestigkeit gegenüber dem reduzierbaren Atom, z. B. dem Sauerstoffatom haben.
• Damit die Gase leicht von dem Metall adsorbiert werden, müssen die adsorbierten Gasatome mit den durch die angelegte Spannung gebildeten Wasserstoffatomen am Metall leicht reagieren können. Infolgedessen soll das Elektrodenmetall eine hohe Überspannung gegen Wasserstoff haben. Nun haben meist Metalle, die eine große Überspannung gegenüber Wasserstoff aufweisen, eine kleine Überspannung und damit eine große Adsorptionswärme gegenüber reduzierbaren Gasen, z. B. Sauerstoff.
• Für die Erfindung besonders geeignete Elemente sind vor allem Eisen, Eisenchrom- und Eisenchrom-Nickel-Legierungen, Nickel, Zinn und Blei. Diese Aufzählung ist aber nicht erschöpfend.
• Auch bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung kann man eine besser definierte Anzeige erhalten, wenn man entweder die Elektroden bewegt, vorzugsweise sie rotieren läßt oder die Messung in einer mit hoher Geschwindigkeit strömenden Flüssigkeit vornimmt, indem z. B. die Messung in engen Rohren ausgeführt wird.
• Für die Anode kann man grundsätzlich das gleiche Material verwenden wie für die Kathode. Zweckmäßiger aber ist es, ein edleres Metall zu wählen, z. B.
• Platin, oder statt dessen eine normale Vergleichselektrode, etwa eine Kalomelektrode oder eine Silberchloridelektrode. Die letztere hat vorzugsweise eine einfache Stabform aus gepreßtem, gesintertem oder gegossenem Silberchlorid. Sie kann ohne Verwendung einer Zwischenfiüssigkeit und von Diaphragmen unmittelbar in die zu untersuchende Flüssigkeit eingetaucht sein.
• Für die laufende Sauerstoffbestimmung, wie sie z. B. bei der Überwachung von Kesselspeisewasser angewendet wird, ist durch die neue Anordnung gemäß der Erfindung eine Empfindlichkeit erreichbar, wie sie sonst nur mit Hilfe der Quecksilberelektrode erzielt wird. Das neue Verfahren oder die Vorrichtung nach der Erfindung zu seiner »urchfiihrung ist nicht nur zur Bestimmung von Sauerstoff in Wasser, sondern auch für die Bestimmung von anderen reduzierbaren Gasen, z. B. von Ozon oder Chlor, (tnwendbar.

Claims (7)

1. PATENTANSPRUCHE: I. Polarographisches Verfahren zur Bestimmung von reduzierbaren Gasen, insbesondere v on Sauerstoff, in wäßrigen Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kathode ein Stoff mit hoher Überspannung gegen Wasserstoff und geringerer Überspannung gegen Sauerstoff verwendet wird.
2. 2. Vorrichtung für Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus Eisen, Eisenchrom- oder Eisencllrom-Nickel-Legierungen, Nickel, Zinn, Blei oder aus mehreren dieser Komponenten besteht.
3. 3. Vorrichtung für Verfahren nach Anspruch I oder Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Anode ein edleres ?claterial, wie z. B. Platin verwendet ist.
4. 4. Vorrichtung für Verfahren nach Anspruch I oder Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Anode eine Vergleichselektrode, wie z. B. eine Kalomelektrode oder eine Silberchloridelektrode, verwendet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberchloridelektrode aus geschmolzenem, gepreßtem oder gesintertem Silberchlorid besteht und unmittelbar in die zu untersuchende Flüssigkeit eintaucht.
6. 6. Vorrichtung für Verfahren nach Anspruch I oder Vorrichtung nach den .Nnspriichen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die l,Ießelektrode rotiert.
7. 7. Vorrichtung fiir Verfahren nach Anspruch I oder Vorrichtung nach den Anspriichen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende Flüssigkeit wenigstens an der nrleßelektrode mit erhöhter Geschwindigkeit vorbeiströmt.