DE847362C - Voltage generating electrode for measuring the concentration of ions, especially hydrogen ions - Google Patents

Voltage generating electrode for measuring the concentration of ions, especially hydrogen ions

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DE847362C
DE847362C DEF3642D DEF0003642D DE847362C DE 847362 C DE847362 C DE 847362C DE F3642 D DEF3642 D DE F3642D DE F0003642 D DEF0003642 D DE F0003642D DE 847362 C DE847362 C DE 847362C
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Friedrich Dr Engel
Adam Frauendorfer
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells

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Description

Spannungserzeugende Elektrode zur Messung der Konzentration von Ionen, insbesondere Wasserstoffionen Zur Messung von Wasserstoffionenkonzentrationen werden neben der Metallelektrode sogenannte Bezugselektroden benutzt, die beispielsweise aus Quecksilber mit Kalomel in einer Kaliumchloridlösung oder aus Silber. Silberchlorid und einer Kaliumchloridlösung I)estehen. Diese Stoffe sind in Glaskörpern angeordnet, die durch kleine Öffnungen, Fritteschichten od. dgl. miteinander und mit der Meßflüssigkeit, in der sich die Metallelektrode befindet, in Verbindung stehen. Der Nachteil dieser Anordnungen für den rauhen Betrieb und für Messungen unter hohen Drucken ist die Zerbrechlichkeit der Glasteile.Voltage generating electrode for measuring the concentration of ions, especially hydrogen ions To measure hydrogen ion concentrations are In addition to the metal electrode, so-called reference electrodes are used, for example from mercury with calomel in a potassium chloride solution or from silver. Silver chloride and a potassium chloride solution I). These substances are arranged in glass bodies, through small openings, frit layers or the like with each other and with the measuring liquid, in which the metal electrode is located. The disadvantage of this This is arrangements for rough operation and for measurements under high pressures Fragility of the glass parts.

Zur Ausführung potentiometrischer Analysen wurden schon Elektroden benutzt, bei denen durch Aufschmelzen eines Silberhalogenides auf ein Platinblech ein dünnwandiger, zusammenhängender Überzug über der metallischen Ableitung erzeugt ist. Bei anderen Silberhalogenidelektroden wurde ein versilberter 1'latindraht durch Elektrolyse mit einem Silberjodidüberzug versehen. Elektroden dieser Art wurden ausschließlich für Titrationszwecke benutzt, da sie für Meßzwecke wegen der beträchtlichch Streuungen der Ergebnisse nicht geeignet sind An und für sich könnten diese Elektroden auch zur Ionenkonzentrationsmessung be- nutzt werden, sie müßten jedoch dann wieder in einen Glaskörper eingebaut erden, der mit einer Fritte versehen ist und in dem sich etwa eine gesättigte Kaliumchloridlösung befindet. Electrodes have already been used to carry out potentiometric analyzes used, in which by melting a silver halide on a platinum sheet a thin-walled, coherent coating is generated over the metallic conductor is. With other silver halide electrodes, a silver-plated 1'latine wire was passed through Electrolysis provided with a silver iodide coating. Electrodes of this type were made used exclusively for titration purposes, since they are used for measuring purposes because of the considerable Scattering of the results is not suitable In and of itself these electrodes could also be used for ion concentration measurement be used, they must but then ground it again in a glass body, which is provided with a frit and in which there is about a saturated potassium chloride solution.

Gegenstand der Erfindung ist eine praktisch allen Betriebsanforderungen gewachsene Elektrode zur Spannungserzeugung für Messungen der Konzentration von Ionen, insbesondere Wasserstoffionen, die aus einem einzigen festen, einheitlichen, dichten Körper besteht, der durch Schmelzen erzeugt ist, eine metallische Ableitung besitzt und der wenigstens zwei nichtmetallische Bestandteile, von denen einer ein schwerlösliches Salz des Silbers oder Bleies, vorzugsweise mit Schmelzpunkten nicht über 900°, ist, enthält. Besonders geeignet ist geschmolzenes Chlorsilber, das also Hornsilber bekannt ist. Doch können auch andere Halogenide, z. B. Bromsilber, Jodsilber, Bleichlorid, oder auch Silberphosphat die eine Grundsubstanz der Elektrode bilden. Die Elektrode kann also entweder aus einem Gemisch der den erwähnten Salze durch Schmelzen hergestellt werden, sie kann aber auch neben einem dieser Salze beispielsweise noch ein weiteres Salz enthalten. The invention addresses practically all operational requirements Grown electrode for voltage generation for measurements of the concentration of Ions, especially hydrogen ions, which consist of a single solid, uniform, dense body, which is created by melting, a metallic discharge and the at least two non-metallic components, one of which is a sparingly soluble salt of silver or lead, preferably not with melting points over 900 °, is, contains. Molten silver chlorine is particularly suitable, that is Horn silver is known. However, other halides, e.g. B. bromide silver, iodized silver, Lead chloride, or also silver phosphate, which form a basic substance of the electrode. The electrode can either consist of a mixture of the salts mentioned Melts are produced, but it can also be used in addition to one of these salts, for example contain another salt.

Selbstverständlich müssen die Bestandteile des Schmel zkörpers unter dem Gesichtspunkt ausgewählt werden, daß sie jeweils den besonderen elektrochemischen Verhältnissen der Spannungserzeugung, z. B. für die pH-Messung, angepaßt sind und keine schädlichen Reaktionen mit den zu prüfenden Flüssigkeiten eingehen. Wesentlich ist, daß die schwerlöslichen Metallsalze nicht in Form von losen, pulvrigen bis körnigen Kristallen oder von amorphen flockigen Niederschlägen als Zwischenschicht zwischen Metall und Salzlösung dienen, sondern als geschmolzene Masse, was den Vorteil beträchtlicher mechanischer Festigkeit bietet. Dadurch wird es möglich, die Elektroden beispielsweise in Gefäße mit Rührern einzuhängen oder in Leitungen mit mehreren Atmosphären Druck einzubauen, so daß die neuen Bezugselektroden namentlich für die Zwecke des chemischen Großbetriels besonders wertvoll sind. Of course, the components of the Schmel zkörpers under be selected from the point of view that they each correspond to the particular electrochemical Conditions of voltage generation, e.g. B. for pH measurement, are adapted and do not enter into any harmful reactions with the liquids to be tested. Essential is that the sparingly soluble metal salts are not in the form of loose, powdery to granular crystals or amorphous flaky precipitates as an intermediate layer serve between metal and saline solution, rather than molten mass, which has the advantage offers considerable mechanical strength. This makes it possible to use the electrodes for example to hang in vessels with stirrers or in lines with several Atmospheric pressure, so that the new reference electrodes are named for the Chemical bulk purposes are particularly valuable.

Während Elektroden aus reinen Metallsalzen einen hohen Widerstand besitzen und deshalb vor die Meßwerke der Anzeige-, Schreib- oder Regelgeräte ein Verstärker eingeschaltet werden muß, ermöglichen die erfindungsgemäß für den Aufbau der Elektroden vorgesehenen Gemische es, den Widerstand der Elektroden in solchen Grenzen zu halten, daß ein verhältnismäßig einfaches und unempfindliches Meßwerk unmittelbar an die Elektroden angeschlossen werden kann. While electrodes made of pure metal salts have a high resistance own and therefore in front of the measuring units of the display, writing or control devices Amplifier must be switched on, allow the invention for the structure of the electrodes provided mixtures it, the resistance of the electrodes in such To keep limits that a relatively simple and insensitive measuring mechanism can be connected directly to the electrodes.

Stromffihrende Verbindungen mit der Elektrode werden zweckmäßig in der Weise hergestellt, daß die Elektroden zur Ableitung des Stromes einen Metallkern erhalten, der durch Tauchung oder Umgießen mit der Salzschmelze umhüllt ist. Der Metallkern kann aus demselben Metall wie das Kation des schwerlöslichen Salzes oder auch aus einem anderen Metall bestehen. Current-carrying connections to the electrode are expedient in Manufactured in such a way that the electrodes for conducting the current have a metal core obtained, which is coated by immersion or pouring with the molten salt. Of the Metal core can be made of the same metal as the cation of the sparingly soluble salt or also consist of another metal.

Bei der Auswahl der weiteren Bestandteile des Elektrodenschmelzkörpers kann es von Vorteil sein, dafür wenigstens ein leichtlösliches Salz, wie NMatriumchlorid, zu nehmen. Wenn die Elektrodenkörper in dieser \\eise aus geschmolzenen Gemischen der unlöslichen Schwermetallsalze und der erwähnten löslichen Salze hergestellt sind, so nirtl je nach dem Mischungsverhältnis ein schneller oder langsamer Zerfall von der Oberfläche der Elektrode her während der Messung einsetzen, wobei an der Oberfläche das schwerlösliche Metallsalz flockig zurückbleibt, so daß die freie Oberfläche bald sehr groß wird. Nach Erreichung einer gewissen Schichtdicke fallen allerdings die äußersten Schichten des schwerlöslichen Salzes ab; dieser Vorgang ist jedoch meist erwünscht, weil dadurch eine Selbstreinigung der Elektrodenoberfläche erzielt ird. die bei den vielfach vorhandenen störenden Lösungen, z. B. Kalksalze bei Benutzung harten Leitungswassers für chemische Reaktionen, sonst durch andere Mittel, z. B. durch Bürsten, erreicht werden müßte. In allen derartigen Fällen, in denen Verkrustungen oder Verschmutzungen zu befürchten sind, bietet also der Zusatz von leichtlöslichen Salzen zu den Schmelzen der schwerlöslichen Salze den Vorteil der Selbstreinigung. Außerdem ist an der Oberfläche hierbei stets eine umhüllende Schicht einer konzentrierten Lösung des jeweiligen neutralen Alkalisalzes vorhanden. When selecting the other components of the electrode fusible it can be an advantage to use at least one easily soluble salt, such as sodium chloride, gain weight. If the electrode body in this \\ ies made of molten mixtures the insoluble heavy metal salts and the mentioned soluble salts are, then depending on the mixing ratio, a faster or slower disintegration insert from the surface of the electrode during the measurement, with the The sparingly soluble metal salt remains flaky on the surface, so that the free Surface will soon be very large. After reaching a certain layer thickness, fall however, remove the outermost layers of the sparingly soluble salt; this process however, it is mostly desirable because it enables the electrode surface to be self-cleaning achieved. those in the often existing disruptive solutions such. B. Lime salts when using hard tap water for chemical reactions, otherwise by others Medium, e.g. B. by brushing would have to be achieved. In all such cases, in which incrustations or soiling are to be feared, offers the Addition of readily soluble salts to the melts of the poorly soluble salts Advantage of self-cleaning. In addition, there is always an enveloping surface on the surface Layer of a concentrated solution of the respective neutral alkali salt present.

Claims (4)

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Spannungserzeugende Elektrode zur Messung der Konzentration von Ionen, insbesondere Wasserstoffionen, mit einem schwerlöslichen Schwermetallsalz und einer metallischen Ableitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode als dichter, einheitlicher, fester, die metallische Ableitung umschließender Körper mit wenigstens zwei nichtmetallischen Bestandteilen durch Schmelzen hergestellt uncl einer der Bestandteile ein schwerlösliches Salz des Silbers oder Bleies ist, wobei vorzugsweise die Schmelzpunkte der Bestandteile nicht über 900° liegen. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Voltage generating electrode for measuring the concentration of ions, especially hydrogen ions, with a poorly soluble heavy metal salt and a metallic derivative, characterized in that that the electrode as denser, more uniform, more solid, the metallic conductor enclosing body with at least two non-metallic components Melting is produced and one of the constituents is a sparingly soluble salt of silver or lead, preferably not exceeding the melting points of the constituents 900 °. 2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkörper der Elektrode aus mehreren schwerlöslichen, nichtmetallischen Bestandteilen besteht. 2. Electrode according to claim 1, characterized in that the melting body the electrode consists of several sparingly soluble, non-metallic components. 3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkörper der lilektrode neben dem oder den schwerlöslichen Schwermetallsalzen wenigstens noch ein leichtlösliches Salz l)eigemischt enthielt. 3. Electrode according to claim 1, characterized in that the melting body at least the oil electrode next to the sparingly soluble heavy metal salt (s) still contained a readily soluble salt l) mixed in. 4. Elektrode nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkörper der Elektrode noch Metallpulver als Füllkörper enthält. 4. Electrode according to the preceding claims, characterized in that that the melting body of the electrode still contains metal powder as a filler body.
DEF3642D 1941-06-21 1941-06-21 Voltage generating electrode for measuring the concentration of ions, especially hydrogen ions Expired DE847362C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1235036B (en) * 1963-03-19 1967-02-23 Basf Ag Second type electrode
DE1498650B1 (en) * 1963-02-20 1971-08-12 Corning Glass Works Method of making a glass electrode for measuring ion concentration

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1498650B1 (en) * 1963-02-20 1971-08-12 Corning Glass Works Method of making a glass electrode for measuring ion concentration
DE1235036B (en) * 1963-03-19 1967-02-23 Basf Ag Second type electrode

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