DK150997B - Elektrodeaggregat til maaling af oxygenkoncentration med beskyttelsesmembran for reduktionselektroden - Google Patents

Description

150997

Opfindelsen angår et elektrodeaggregat til måling af en oxygenkoncentration bestående af en referenceelektrode, en reduktionselektrode af ædelmetal, en elektrolyt, en afslutningsmembran, der er gennemtrængelig for oxy-5 gen, men uigennemtrængelig for vand, og som afslutter aggregatet mod det omgivende rum, og yderligere en oxy-gengennemtrængelig membran, der er placeret i elektrolytten umiddelbart foran reduktionselektroden.

10 De kendte aggregater har to væsentlige ulemper. For det første kan en transport af urenheder dannet på elektroderne ikke forhindres selv ved valg af særlig egnede ædelmetaller til elektroderne, således at elektroderne viser driftssymptomer, som forhindrer en ubegrænset le-15 vetid. For det andet er oxygenforbruget som følge af selve målingen så højt, at det principielt fører til forstyrrelser af diffusionsfeltet i de for det meste målte organiske væv. For at forhindre dette er det forsøgt at forhøje diffusionsmodstanden. Til dette formål 20 er det i henhold til USA patentskrift nr. 3 985 633 foreslået at anbringe en yderligere membran mellem afslutningsmembranen og reduktionselektroden. Ved at forhøje diffusionsmodstanden bliver måletiden dog også betydelig længere. Derfor kan den sande oxygenkoncentration ikke 25 bestemmes eller kun bestemmes med lange måletider.

Disse ulemper kan med et aggregat ifølge opfindelsen nedsættes ved,at den oxygengennemtrængelige membran er gennemtrængelig for hydrogenioner og indeholder en kati-30 onligand, og at elektrolytten indeholder ligandkationer.

I dette aggregat kommer kun reaktionsmaterialer og ikke også materialet fra elektrolytten eller modelektroden i berøring med reduktionselektroden på grund af ligandmem-35 2 150997 branens selektivitet, således at fysiske og kemiske ændringer ved reduktionselektroden udebliver, og holdbarheden forøges væsentligt. Ligandmembranen er gennemtræn-gelig for oxygen, men nedsætter oxygenets diffusionshas-5 tighed væsentligt, hvorfor ændringen af oxygenkoncentrationen som følge af målingen bliver ringe.

For at udnyttte denne fordel har forstærkeren, som måler indgangssignalet, en indgangsmodstand med en værdi på 10 omkring 1012 ohm. Særlige gunstige forhold foreligger, når liganden er natriumionselektiv. Det har nemlig vist sig, at. der så fremkommer et let tydeligt og med oxygenkoncentrationen proportionalt signal. Som ligand tjener fortrinsvis 3,6-dioxaoctandisyre-bis-diphenylamin.

15

Ifølge en særlig hensigtsmæssig udførelsesform for opfindelsen består elektrolytten af 10 mM NaCl og 0,1 M HC1.

20 I en anden videreudvikling af opfindelsen er referenceelektroden dækket af en ligandmembran, som indeholder en ligand, der er forskellig fra den ligand, der findes i den membran, som dækker reduktionselektroden. Derved forhindres også et fysisk eller kemisk angreb på refe-25 renceelektroden.

Med aggregatet ifølge opfindelsen kan man også på i og for sig kendt måde måle amperometrisk, altså med en målemodstand på omkring 106 ohm, som frembringer en stati-30 onær partikelstrøm i målesystemet. Ved denne anvendelse består stadig den fordel, at elektroderne er fysisk og kemisk beskyttet.

35 150997 3

Et aggregat ifølge opfindelsen er skematisk vist på tegningen.

Elektrodeaggregatet omfatter en reduktionselektrode 2, 5 som påføres en polarisationsspænding fra en jævnspændingskilde 1, og en fortrinsvis ringformet omkring reduktionselektroden 2 liggende referenceelektrode 3. Foran reduktionselektroden er anbragt en membran 20 af PVC, som indeholder en ionselektiv kationligand og er gennem-10 trængelig over for såvel hydrogenioner som oxygen, og foran referenceelektroden er anbragt en ligandmembran 30, som indeholder en fra ligandmembranen 20 forskellig ligand. Ligandmembranen 30 kan også udelades. Ligandmembranen 20's ligand er fortrinsvis 3,6-dioxaoctan-disyre-15 bis-diphenylamin. En elektrolyt 5 dækker det samlede aggregat, som er afsluttet ved hjælp af en afslutningsmembran 6 imod det omgivende rum. Elektrolytten består af 10 mM NaCl og 0,1 M HC1, når der ikke er tilvejebragt nogen ligandmembran 30. Hvis en ligandmembran 30 er til-20 vejebragt, skal elektrolytten yderligere indeholde denne ligands ion.

Hvis en bestemt oxygenkoncentration 7 foreligger i det omgivende rum, så diffunderer oxygen gennem teflonmem-25 branen 6 og yderligere sammen med hydrogenioner fra elektrolytten 5 gennem ligandmembranen 20. Der opstår vand efter oxygenets reduktion sammen med brintion ifølge ligningen 30 02+4e-> 20 + 4H+ = 2H20

Den ved denne fremgangsmåde opståede potentialændring af elektroden 2-20 i potentialkæden bestående af elektroderne 2-20, 3-30, elektrolytten 5 og polarisationsspæn-35

Claims (7)

150997 dingskilden 1 bliver målt ved hjælp af en måleforstærker 4 med indikator. Måleforstærkeren 4 har en indgangsmodstand på omtrent 1012 ohm. 5 l. Elektrodeaggregat til måling af en oxygenkoncentration, bestående af en referenceelektrode (3), en reduktionselektrode (2) af ædelmetal, en elektrolyt (5), en afslutningsmembran (6), der er gennemtrængelig for oxygen, men uigennemtrængelig for vand, og som afslutter 10 aggregatet imod det omgivende rum, og yderligere en oxy-gengennemtrængelig membran (20), der er placeret i elektrolytten (5) umiddelbart foran reduktionselektroden (2) kendetegnet ved, at membranen (20) er gennem-trængelig for hydrogenionex og indeholder en kationli-15 gand, og at elektrolytten :(5j indeholder ligandkationer^

2. Aggregat Ifølge krav 1,- k e n d e t e g n e t ved,, at en forstærker (4), som måler aggregatets signal, har en indgangsmodstand på omkring 1012 ohm.

3. Aggregat ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at liganden er natriumionselektiv.

4. Aggregat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at liganden er 3,6-dioxaoctandisyre-bis-diphenylamin.

5. Aggregat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektrolytten (5) består af 10 mM NaCl og 0,1 M HC1.

6. Aggregat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at referenceelektroden (3) er dækket af en ligandmembran (30), som indeholder en fra ligandmembranen (20)'s ka-tionligand forskellig ligand. 150997

7. Aggregat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ligandmembranerne (20, 30) består af PVC.