DE8304757U1 - Bezugselektrode - Google Patents

Description

Bezugselektrode

Die Erfindung betrifft eine Bezugselektrode nach dem Oberbegrif f des Anspruchs 1.

Eine derartige Bezugselektrode, die etwa zur Ionenkonzentrationsnessung verwendet weiden kann, ist aus der (B-OS 2o 93 Ϊ94 bekannt, bei der ein Diaphragma aus poröser gesinterter Keramik oder einem anderen porösen Material zwischen den Referenzelektrolycen und dan HalbzelleneleKtrolyten im äußeren Gehäuse vorgesehen ist. Hierdurch wird zwar die Ionenkonvektion zwischen den beiden Elektrolytflüssigkeiten stark herabgesetzt, ist jedoch irrmer noch vorhanden, so daß - wenn auch verlangsamt - Ionen von außen in den Referenzelektrolyten eindringen können, als auch Silbericnen nach außen diffindieren können, die zu Verstopfungen infolge Niederschlags unlöslicher Silbersalze führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bezugselektrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der eine Ionenwanderung in bzw. aus dem RefGrenzelektrolyten praktisch ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Abgesehen davon, daß das Niederschlagen von unlöslichen Silbersalzen in den FlüssigkeitsverbindxTgen vermieden wird, wird auch das Hineinwandem von frei beweglichen Ionen, etwa Cyanionen o.dgl., in den Referenzelektrolyten wirksam unterbunden. Außerdem rmglicht die Erfindung eine vereinfachte Bauweise insbesondere durch Ausbildung separater Baugruppen,

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehiien.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Schnitt den unteren Teil einer Ausführungsform einer Bezugselektrode.

Fig. 2 zeigt ein Bauteil für eine Bezugselektrode im Schnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Bezugselektrode besitzt ein äußeres Gehäuse 1o, das im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und beispielsweise aus Glas oder Kunststoff besteht. Am unteren Ende des Gehäuses 1o befindet sich eine öffnung, in die ein Diaphragma 11 eingesetzt ist, das eine Kapillarleckage Jes im Innenraum 12 des Gehäuses 1o befindlichen Halbzellenelektrolyten ermöglicht, um eine Flüssigkeitsverbindung mit einem Meßgut, etwa einer Lösung, zu ermöglichen, wobei die Leckströmung sowohl aus dem Gehäuse 1o als auch in das Gehäuse 1o hinein nöglichst klein gehalten wird.

Innerhalb des äußeren Gehäuses 1o ist ein inneres rohrförmiges Gehäuse 13 angeordnet, das am unteren Ende ebenfalls mit einem Diaphragma 14 versehen ist, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Referenzelektrolyten im Elektrolytraum 15 des inneren Gehäuses 13 und dem Halbzellenelektrolyten im Innenraum 12 des äußeren Gehäuses 1o zu ermöglichen, wcfoei die Leckströmung auch hier sowohl aus dem Gehäuse 13 als auch in dieses hinein möglichst klein gehalten wird.

Ih das innere Gehäuse 13, das aus Glas oder Kunststoff bestehen kann, ist eine Halbzellerielektrcde 16 geführt, die durch eine Abtrennung 17 oberhalb des Elektrolytraums 15 durch die Abtrennung 17 und das Gehäuse 13 mechanisch nach außen abgeschirmt ist und daher nicht mit dem Halbzellenelektzolyten im äußeren Gehäuse 1o in Kontakt steht. Die Halbzellenelektrode 16 ragt in den Elektrolytraum 15 hinein.

Unmittelbar oberhalb des Diaphragmas 14 befindet sich eine Patrone 18 mit einem Anicaien-Kationen-Tauscher, der vollkommen mit den Anionen und Kationen des Referenzelektrolyten beladen ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Tauscher 19 in eine Matrix eingebettet und bildet zusamnen mit dieser die Patrone 18. Als Matrix kann beispielsweise ein Epoxydharz verwerdet werden. Die Halbzellenelektrode 16 ist in die Patrone 18 eingesteckt und steht daher in Kontakt mit dem

Referenzelektrolyten. Oberhalb der Patrone 18 kann gegebenenfalls noch Referenzelektrolytflüssigkeit vorhanden sein, jedoch ist dies bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Die Patrone 18 mit dem Tauscher 19 kann aber auch separat mit einem Gehäuse versehen ausgebildet und in das innere Gehäuse 13, dem Referenzelektrolyten vorgeschaltet, eingesetzt sein.

Anstatt eine Abtrennung 17 vorzusehen, kann die Haibzellenelektrode 16 auch mit einer Isolierung 2o versehen sein, die das untere Ende der HaIbzellenelektrode 16, das in Kontakt mit dem Referenzelektrolyten stehen soll, frei läßt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird das innere Gehäuse 13 von einem unten geschlossenen Rohr gebildet, dessen oberes Ende durch das Diaphragma 14 verschlossen wird, während die Patrone 18 mit dem Tauscher 19 den verbleibenden Innenraum des Gehäuses 13 ausfüllt. Die mit einer äußeren Isolierung 2o versehene Halbzellenelektrode 16 ist durch das Diaphragma 14 bis nahezu zum Boden des Gehäuses 13 geführt und besitzt ein aus der Isolierung 2ο herausragendes Ende in Kontakt mit dem Referenzelektrolyten. Diese Ausführungsform kann als getrennte Baugruppe ausgebildet eäe in eine Kbmbinations-pH-Elektrode eingesetzt werden. Dies kann insbesondere von der Seite her und mit außermittiger Anordnung erfolgen.

Als Referenzelektrolyt kommt beispielsweise gesättigte KCl-Lösung infrage, wobei die Halbzellenelektrode 16 nus Silber besteht und an ihrem freien Ende eine AgCl-Schicht aufweist. Der Tauscher 19 ist dann vollkommen mit K⁺ and Cl" bellen.

Durch den Tauscher 19 wird vermieden, daß freie bewegliche Ionen, etwa Cyanionen, zur Halbzellenelektrode 16 gelangen können, sondern vielmehr den Tauscher 19 kontaktieren nüssen. Da der Ladungstransport nur durch den Tauscher 19 hindurch erfolgt, findet kein Konvektionsaustausch statt, der Tauscher 19 stellt eine Barriere dar, und zwar sowohl in Bezug auf die Ionen des Referenzelektrolyten als auch in Bezug auf freie bewegliche Ionen von außen, wobei durch die maximale Beladung des Tauschers 19 eine Art Gegenioneneffekt eintritt/ der eine weitere Diffusion nach innen als auch nach außen verhindert, da kein Icnenkonzentrationsgefälle vorhanden ist.

In Lösung gegangene Silberionen können dann auch nicht als AgCl oder dgl. niederschlagen und die Wege der Flüssigkeitsverbindungen zusetzen. Innerhalb der Patrone 18 befindet sich kein frei beweglicher Elektrolyt. Somit ist auch eine Konvektion unterbunden.

Als Tauschermaterial kämmen z.B. Polystyrolderivate infrage.

Für den Fall, daß es ausreicht, die Silber ionen van Diaphragma 14 fernzuhalten, kann man als Tauscher 19 einen Kationentauscher alleine verwenden. Im Falle einer Kalomelelektrode 16 kann man gegebenenfalls auch einen Anionentauscher alleine verwenden.

Unter einem Diaphragna werden bei Bezugselektroden Einrichtungen verstanden, die eine Kapillarleckage ermöglichen, wcbei jedoch die Leckströmung der internen Flüssigkeit so vernachlässigbar wie möglich sein soll. Hierzu werden beispielsweise poröse Ton- oder Porzellaneinsätze, Asbestfäden, verdrehte Platindrähte, Glaskörper gemäß der CA-PS 869 684 oder PTFE-Einsätze entsprechend den DE-OSen 26 o5 149 und 21 41 841 verwendet.

Claims (7)

DIPL.-ING. H. MAHSCH1W1n. *οοο Düsseldorf ι DIPL-ING. K. SPARING SSEÄÜ" DIPIu-PHYS. DR. W. H. ROHL teisfo.« (02 ii) 6710 34 PATENTANWlLTB TBlJSX 858 2342 SPHO D nrou. fTii a six TOBorlxacsziv patxhtamt Horst Günter Hüllen Kriescherstr. 7o 4o19 Monheim Ansprüche

1. Bezugselektrode mit einem äußeren Gehäuse mit einem Innenraum für einen HalbzeUenelßktrolyten, in dessen Wandung ein Diaphragma eingesetzt ist, und einem inneren Gehäuse mit einem Elektiolytraum für einen Referenzelektrolvten, der mit dem Innenraum des äußeren Gehäuses über ein Diaphragma -verbunden ist, wobei in das innere Gehäuse eine Halbzellenelektrcde zum Kontakt mit den Referenzelektrolyten sowie mechanisch nach außen abgeschirmt geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolytraum (15) eine Patrone (18) mit einem Anionen- und/oder Kationen-Tauscher (19) vorgeschaltet ist, wobei der Tauscher (19) vollkommen mit den Anionen und/oder Kationen des Iteferenzelektrolyten gesättigt ist.

2. Bezugselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauscher (19) in eine Matrix eingebettet ist.

3. Bezugselektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnec, daß der in die Matrix eingebettete Tauscher (19) die Patrone (18) bildet.

4. Bezugselektrode nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus Epoxydharz besteht.

5. Bezugselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzellenelektrode (16) mit einer Isolierung (2o) versehen ist und ein isolierungsfreies Erde aufweist, das mit dem Referenzelektrolyten, vorzugsweise der Patrone (18), in Kontakt steht.

6. Bezugselektrode nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (18) den Elektrolytraum bildet.

7. Bezugselektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone (18) mit der Halbzellenelektrode (16) eine separate Baugruppe bildet.