DE949981C

DE949981C - Verfahren zur elektrochemischen Messung des im Wasser geloesten Sauerstoffes

Info

Publication number: DE949981C
Application number: DET6067A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rolf Freier; Dr-Ing Fritz Toedt
Original assignee: FRITZ TOEDT DR ING; ROLF FREIER DR ING
Current assignee: FRITZ TOEDT DR ING; ROLF FREIER DR ING
Priority date: 1952-04-19
Filing date: 1952-04-19
Publication date: 1956-09-27

Description

Bei der elektrochemischen Messung des im Wasser gelösten Sauerstoffs werden bekanntlich galvanische Elemente verwendet, bei denen die unedlere Elektrode so viel Elektronen durchMetallauflösung liefern muß, als as der edleren Kathode für den Meßvorgang gebraucht werden. Bei einem bekannten Verfahren sind zwei verschiedene Metallelektroden unmittelbar in das zu untersuchende Wasser getaucht. Von diesen Elektroden hat die Anode eine hohe elektrolytische Lösungstension, um eine möglichst große Elektronenlieferung zu erreichen. Trotz der Wahl einer möglichst unedlen Anode reicht bei diesem Verfahren aber die Elektronenlieferung oft nicht aus. Es wird deshalb als Elektronenquelle eine Anode aus einem unedlen Metall (z. B. Eisen) in Verbindung mit einem zur dauernden Aktivierung der Anode dienenden Metall (z. B. Zink oder Magnesium) benutzt. Aber auch dann ist es infolge besonderer Wasserverhältnisse (z. B. reinstes Speisewasser-Kondensat mit geringster Leitfähigkeit, PH IO) nicht immer möglich, eine durch den elektrochemischen Stoffumsatz an der Kathode erzeugte Stromstärke zu erhalten, wie sie sich theoretisch aus dem ersten Fickschen Gesetz der physikalischen Chemie berechnen läßt.
Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem eine Platinelektrode mit einem Halbelement, etwa einer Kalomel-Elektrode, zusammenarbeitet. Dabei muß ein Diaphragma benutzt werden, um die Salzkonzentration an der unedleren Elektrode aufrechtzuerhalten. Da die Lösungstension der Kalomelelektrode nur gering ist, sind Anode und Kathode mit einer äußeren Stromquelle verbunden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Notwendigkeit eines Diaphragmas.
Die Erfindung geht von dem anfangs beschriebenen Verfahren aus, bei dem zwei verschiedene feste Elektroden verwendet werden und die Kathode aus einem Metall mit möglichst kleiner und die Anode aus einem Metall oder einer Metallkombination (z. B. Eisen und Zink) mit großer elektrolytischer Lösungstension besteht. Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden eine unterhalb der Zersetzungsspannung liegende Gegenspannung gelegt wird, die so bemessen ist, daß eine ausreichende Elektronenlieferung erfolgt und die sauerstoffkonzentrationsabhängige Depolarisationsstromstärke den theoretischen Betrag des ersten Fickschen Gesetzes erreicht. Die zur Erhöhung der Stromstärke des Meßkreises benötigten Elektronen werden von der äußeren Stromquelle geliefert.
Durch Aufnahme einer Strom-Spannungskurve bei konstantem Sauerstoffgehalt der Lösung läßt sich an einem Potentiometer diejenige Spannung einstellen, bei der die Bedingungen des Fickschen Gesetzes erfüllt sind und wobei der fließende Strom des Meßkreises nur vom Sauerstoffgehalt der Lösung abhängt. Man kann diese Spannung z. B. aus dem Wendepunkt der Strom-Spannungskurve ermitteln. Gemäß der abgebildeten Schaltung liegt der (+) Pol der äußeren Stromquelle an der Anode und der (-)-Pol an der Kathode. Der Unterschied des vorliegenden Verfahrens gegenüber einem bekannten, bei dem ebenfalls eine Gleichspannung an die Elektroden angelegt wird, besteht darin, daß Meß- und Gegenelektrode nicht aus dem gleichen Werkstoff bestehen und die unedlere Anode des Meßkreises die zusätzliche Inanspruchnahme der Elektronen aus dem äußeren Stromkreis steuert, d. h. daß der Meßkreis und der äußere Stromkreis sich in der Elektronenlieferung ergänzen. Ein weiterer Unterschied ist der, daß eine Gegenspannung an den Meß-Stromkreis angelegt wird.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in Fällen ausreichender Elektronenlieferung der Metallanode infolge ihrer höheren Lösungstension der äußere Stromkreis durch einfache Verstellung des Potentiometers abgeschaltet wird.
In der Abbildung bedeutet I die Meßelektrode (Kathode), 2 die Wandung des Elektrodengefäßes (zugleich die Anode), 3 das Aktivierungsblech der Anode (z. B. Zinkblech), 4 das Galvanometer des Sauerstoff-Meß-Stromkreises, 5 den Ausgleichwiderstand, 6 das Potentiometer und 7 die Gleichstromquelle.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur elektrochemischen Messung von in Wasser gelöstem Sauerstoff unter Verwendung galvanischer Elemente, deren Stromlieferung von der an die Kathodenfläche gelangenden Sauerstoffmenge abhängig ist, bei denen zwei verschiedene feste Elektroden verwendet werden und die Kathode aus einem Metall mit möglichst kleiner und die Anode aus einem Metall oder einer Metallkombination (z. B. Eisen und Zink) mit großer elektrolytischer Lösungstension besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden eine unterhalb der Zersetzungsspannung des Elektrolyts liegende Gegenspannung gelegt wird, die so bemessen ist, daß eine ausreichende Elektronenlieferung erfolgt und die sauerstoffkonzentrationsabhängige Depolarisationsstromstärke den theoretischen Betrag des ersten Fickschen Gesetzes erreicht, In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 835 070.