DEP0013408DA

DEP0013408DA - Electrode for pH and similar measurements

Info

Publication number: DEP0013408DA
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr. Erlangen Lieneweg
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1951-03-22

Description

Für pH- und ähnliche Messungen durch Bildung galvanischer Elemente werden neben anderen Vergleichselektroden Silberchlorid-Elektroden verwendet. Diese geben ein gut konstantes Potential und sind im Aufbau einfacher als beispielsweise die Kalomel-Elektrode. Silberchlorid-Elektroden werden aber auch als Meßelektroden benutzt, z.B. für Chlorionen-Bestimmungen.For pH and similar measurements through the formation of galvanic elements, silver chloride electrodes are used in addition to other reference electrodes. These give a constant potential and are simpler in construction than, for example, the calomel electrode. Silver chloride electrodes are also used as measuring electrodes, e.g. for chlorine ion determinations.

Die Silberchlorid-Elektrode besteht in der üblichen Ausführung aus einem Silberstab, der unter Umständen mit Silberchlorid elektrolytisch oder durch Schmelze überzogen ist. Dieser Stab taucht in ein Gemisch von Silberchlorid und gesättigter Kaliumchlorid-Lösung. Durch ein Diaphragma wird die elektrische Verbindung zur Meßelektrode hergestellt. Es ist auch eine Silberchlorid-Elektrode vorgeschlagen worden, bei der nur ein Silberchlorid-Stab unmittelbar in die Lösung eintaucht. Diese ist aber nicht in allen Fällen brauchbar, da einmal die Potentiale von Elektrode zu Elektrode etwa streuen und da diese außerdem durch die Art der zu untersuchenden Lösung beeinflusst werden können.The silver chloride electrode usually consists of a silver rod which, under certain circumstances, is electrolytically or melt-coated with silver chloride. This rod is immersed in a mixture of silver chloride and saturated potassium chloride solution. The electrical connection to the measuring electrode is established through a diaphragm. A silver chloride electrode has also been proposed in which only a silver chloride rod is immediately immersed in the solution. However, this cannot be used in all cases, since the potentials may scatter from electrode to electrode and since these can also be influenced by the type of solution to be examined.

Die zuerst beschriebene Silberchlorid-Elektrode hat demgegenüber den Nachteil, daß man in eine Vergleichslösung einen besonderen Silberstab einführen muss. Dadurch ist der Aufbau der Elektrode und seine Wartung gegenüber der einfachen Stabelektrode umständlich. Insbesondere macht das Einführen des Silberstabes in die Füllung von dicker Konsistenz das Füllen der Elektrode schwierig. Schliesslich ist es erwünscht, den Materialaufwand stark herabzusetzen.In contrast, the silver chloride electrode described first has the disadvantage that a special silver rod has to be inserted into a comparison solution. As a result, the construction of the electrode and its maintenance are cumbersome compared to the simple stick electrode. In particular, the insertion of the silver rod into the filling of thick consistency makes filling the electrode difficult. Finally, it is desirable to greatly reduce the cost of materials.

Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile nun dadurch behoben, daß das Silber bzw. das Silberchlorid als dünner Belag auf einenAccording to the invention, these disadvantages are now eliminated in that the silver or the silver chloride as a thin coating on a

Isolierkörper aufgebracht und der Belag bis zur Anschlusstelle geführt ist.Insulating body applied and the covering is guided to the connection point.

Man hat zwar schon bei der als Meßelektrode dienenden Antimon-Elektrode das Antimon auf das Ende eines Isolierrohres aufgeschmolzen, und zwar mit grösseren Dicken, so daß der Anschluss mit einer isolierten Leitung bis zum Kopf des Isolierrohres geführt werden mußte.In the case of the antimony electrode serving as a measuring electrode, the antimony has already been melted onto the end of an insulating tube, and indeed with greater thicknesses, so that the connection had to be led to the head of the insulating tube with an insulated line.

Gemäss weiterer Erfindung wird auch die zweite Elektrode auf den gleichen Isolierkörper aufgebracht, wobei vorzugsweise Platin in dünner Schicht aufgetragen wird. Der Isolierkörper besteht zweckmässig aus einem Rohr mit Diaphragma, bei dem der innere, vorzugsweise der Silberbelag, der die Vergleichselektrode bildet, zur Spannungsableitung nach außen geführt ist.According to a further invention, the second electrode is also applied to the same insulating body, platinum preferably being applied in a thin layer. The insulating body expediently consists of a tube with a diaphragm, in which the inner, preferably the silver coating, which forms the reference electrode, is led to the outside for voltage dissipation.

Es entsteht so eine sehr stabile Elektrode, die aus einem Minimum an Einzelteilen besteht, weil nur ein einziges Isolierrohr verwendet wird, das sowohl die Vergleichs- als auch gegebenenfalls die Meßelektrode enthält.The result is a very stable electrode, which consists of a minimum of individual parts, because only a single insulating tube is used, which contains both the reference and, if necessary, the measuring electrode.

Die beiden Beläge sind nach außen gegeneinander isoliert, so daß eine besondere Isolierung der Zuleitungen nicht erforderlich ist.The two coverings are insulated from one another on the outside so that special insulation of the supply lines is not necessary.

Die Beläge werden vorzugsweise durch Einbrennen von entsprechenden Lösungen oder auch durch Aufdampfen, Aufgalvanisieren oder Aufschmelzen aufgebracht, wobei insbesondere bei den ersten 3 Verfahren sehr dünne Beläge entstehen, durch die der Durchmesser des Isolierrohres praktisch nicht verändert wird. Dadurch ist eine dichte Durchführung durch den Elektrodenhalter in einfachster Weise möglich.The coatings are preferably applied by baking appropriate solutions or by vapor deposition, electroplating or melting, with the first 3 processes in particular producing very thin coatings which practically do not change the diameter of the insulating tube. In this way, a tight passage through the electrode holder is possible in the simplest possible way.

In der beiliegenden Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In einem Meßgefäss 1 ist mit Hilfe eines Gummistöpsels 2 ein Isolierrohr 3 angebracht. Das Isolierrohr enthält an seinem unteren Ende das Diaphragma 4 und ist mit einem Platinbelag 5 auf der äusseren Oberfläche versehen. Am unteren Ende greift der Platinbelag auf der Außenfläche ganz um das Isolierrohr herum, während die Ableitung nach oben nur mit einem Streifen bis zur Anschlusstelle führt. Mit Hilfe eines Drahtes 6 erfolgt die weitere Ableitung zur Buchse 7, die in dem Kopfstück 8 befestigt ist. Für den inneren Belag 9 aus Silber bzw. Silberchlorid des Isolierrohres gilt ähnliches. Die Schicht 9 ist fast am oberen Ende des Isolierrohres durch einen Einschnitt 13 des Rohres hindurch nach aussen zur Anschlusstelle 10 geführt, an der der Anschlußdraht 11 angelötet ist, der zur Buchse 12 geleitet ist. Der Einschnitt 13 kann nach dem Überbrücken z.B. mit Glaspulver geschlossen werden.In the accompanying figure, an embodiment of the invention is shown. In a measuring vessel 1, an insulating tube 3 is attached with the aid of a rubber stopper 2. The insulating tube contains the diaphragm 4 at its lower end and is provided with a platinum coating 5 on the outer surface. At the lower end, the platinum coating on the outer surface grips all the way around the insulating tube, while the upward conductor only leads with a strip to the connection point. With the help of a wire 6, the further derivation to the socket 7, the is attached in the head piece 8. The same applies to the inner lining 9 made of silver or silver chloride of the insulating tube. The layer 9 is passed almost at the upper end of the insulating tube through an incision 13 in the tube to the outside to the connection point 10, to which the connecting wire 11 is soldered, which is directed to the socket 12. After bridging, the incision 13 can be closed with glass powder, for example.

Auf das Rohr wird der schon erwähnte Kopf 8 aufgesetzt und beispielsweise mit ihm verkittet. Dabei erfolgt der untere Abschluss durch eine Platte 14, während der Verschluss des Rohres nach oben mit Hilfe einer Verschraubung 15 erfolgt.The already mentioned head 8 is placed on the pipe and cemented to it, for example. The lower end is made by a plate 14, while the tube is closed at the top with the aid of a screw connection 15.

Die Wartung und Handhabung ist auf diese Weise sehr bequem. Nach Lösen der Verschlusschraube wird die Silberchlorid-Kaliumchlorid-Lösung eingefüllt und die Öffnung wieder verschlossen. Bis auf diesen Verschlußstopfen sind sonst keine Einzelteile mehr vorhanden, so daß die Anordnung außerordentlich einfach und stabil ist. In der beschriebenen Form ist die Anordnung vor allem für pH-Messungen mit der Chinhydron-Meßelektrode geeignet. Das Gesamtelement besteht lediglich aus einem Stab, der in die Lösung getaucht wird.Maintenance and handling is very convenient in this way. After loosening the screw plug, the silver chloride-potassium chloride solution is poured in and the opening is closed again. Apart from this plug there are no more items, so that the arrangement is extremely simple and stable. In the form described, the arrangement is particularly suitable for pH measurements with the quinhydron measuring electrode. The entire element consists only of a rod that is immersed in the solution.

Will man das Gerät mit Wasserstoff-Meßelektrode benutzen oder mit einer anderen Meßelektrode, z.B. der Antimon- oder Glaselektrode, messen, so kann das Wasserstoffzuführungsrohr oder die zu benutzende Meßelektrode durch den Stopfen zusätzlich eingeführt werden. Auch bei diesen Anordnungen ist der einfache Aufbau der nur aus einem Rohr bestehenden Vergleichselektrode für die Messung und Wartung von gleichem Wert.If you want to use the device with a hydrogen measuring electrode or measure with another measuring electrode, e.g. the antimony or glass electrode, the hydrogen supply tube or the measuring electrode to be used can also be inserted through the stopper. In these arrangements, too, the simple structure of the comparison electrode, which consists of only one tube, is of equal value for measurement and maintenance.

Statt der in Figur 1 gezeigten Flasche kann auch bei laufend durchzuführenden Messungen in bekannter Weise eine Durchlauf-, eine Einflansch- oder eine Tauchanordnung verwendet werden, wobei das Rohr mit dem Silberbelag als Vergleichselektrode zusammen mit der Meßelektrode, beispielsweise der Antimon- oder Glaselektrode, Verwendung finden.Instead of the bottle shown in FIG. 1, a continuous, single-flange or immersion arrangement can also be used in a known manner when measurements are to be carried out continuously, using the tube with the silver coating as a reference electrode together with the measuring electrode, for example the antimony or glass electrode Find.

Nach dem beschriebenen Prinzip können auch andere Elektroden, z.B. die Kalomelektrode aufgebracht werden. Quecksilber wird dann z.B. auf den Isolierkörper als dünner Spiegel aufgebracht. Die Vergleichselektrode besteht dann aus dem Rohr mit Queck- silberspiegel und mit der Füllung von Kalomel mit gesättigter Kaliumchloridlösung.According to the principle described, other electrodes, e.g. the calom electrode, can also be applied. Mercury is then applied to the insulating body as a thin mirror, for example. The comparison electrode then consists of the tube with mercury silver mirror and with the filling of calomel with saturated potassium chloride solution.

Claims

1) Electrode for pH and similar measurements, in particular a silver chloride electrode, characterized in that the metal, in particular silver or silver chloride, is applied as a coating to an insulating body and the coating is brought up to the connection point.

2) Electrode according to claim 1, characterized in that the second electrode, in particular platinum, is applied as a coating on the same insulating body.

3) Electrode according to claim 1 and 2, characterized in that the insulating body is designed as a tube with a diaphragm, in which the inner, preferably the silver coating, which forms the reference electrode, is led to the outside for voltage dissipation.

4) Electrode according to claim 2 and 3, characterized in that the coatings are isolated from one another by this also on the outer surface of the tube.

5) Electrode according to claim 1 and 4, characterized in that the tube is tightly connected to a head made of insulating material which contains the connections to the coverings and also an opening for filling the tube (inner electrode).

6) Electrode according to claim 1 and 4, characterized in that the coatings are applied so thinly on the outer surface of the tube that the tube is carried out tightly through the electrode holder without any practical change in its outer diameter.