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.