JPH04250353A - pH値測定装置 - Google Patents

pH値測定装置

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JPH04250353A
JPH04250353A JP3205317A JP20531791A JPH04250353A JP H04250353 A JPH04250353 A JP H04250353A JP 3205317 A JP3205317 A JP 3205317A JP 20531791 A JP20531791 A JP 20531791A JP H04250353 A JPH04250353 A JP H04250353A
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measuring device
electrodes
electrode
metal oxide
metal
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JP3205317A
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Werner Schilling
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、pH値を決定するため
にある物質の中に浸けることができ且つ電極の電位差を
測定する器具に接続可能な2つの電極を有するpH値測
定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電位差による方法はpH値を測定するた
めにしばしば使用される。測定電極の電位は基準電極の
それに対して測定される。検査されるべき液体に浸たさ
れた測定電極での電位はこの液体のpH値に依存する。 測定電極は、その液体およびその電圧が予め選択されて
いる基準電極と共に、その液体の他に少なくとも1つの
別の電解溶液を有することのできるガルバーニ電池を形
成する。2つの電極は、非常に高い入力抵抗を有する測
定器によって接続される。複数の構成要素から成るチェ
ーン電圧(chain voltage)は事実上電流
なしで測定され、前記構成要素の内の1つは検査される
べき溶液のイオン濃度に依存する。対応するガルバーニ
電圧と濃度との間の関係は、ネルンストの式によって表
されることができる。測定電極は例えば、内側の規定さ
れたバッファ溶液と接触するpH感知イオン交換媒質ガ
ラスのガラス電極を具備する。基準電極は例えば、測定
媒体、特に多孔セラミック隔膜、を介して検査されるべ
き物質に接触している規定された電解溶液内の基準要素
を具備する。 基準電極の電圧は基準電解質および基準要素、例えば銀
/銀塩化物、によって規定される。
【0003】ガラス電極および基準電極は個々の部品と
して、検査されるべき溶液の中に浸たされる。しかし、
基準電解質がガラス電極を同心状に取囲むような組合わ
せ電極もまた公知である。上記のタイプの測定装置は設
計が複雑である。さらに、ガラスの電極は強い機械的応
力から保護されねばならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の目的
は、広い範囲の温度で使用されることができ、低いイン
ピーダンスを有し、機械的応力に抵抗力があり、そして
高い長期の安定性を有する、できるだけ単純な設計のp
H値測定装置を開発することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】その目的は、そこでは2
つの電極が、物質に接触するように企図された少なくと
もそれらの表面において、pH値の関数として変化する
勾配の電位特性を有する金属酸化物を具備する本発明に
よってほぼ達成される。2つの特性の差は結果として電
極において異なった電位を生じさせ、それらの間の差は
イオン濃度或いはpH値の測定値となる。2つの電極は
同じ形をとり得る。金属酸化物はまったく同一の或いは
異なった金属を有し得る。複雑な設計の基準電極は必要
とされない。異なった電極にありがちな異なった使用寿
命は2つの電極には適用されないので、数々の困難を回
避する。
【0006】金属酸化物は、その物質に対して電気的に
絶縁され且つ同様の効果を有する器具或いは装置に間接
的に或いは直接的に導通する金属導電体に接続される。
【0007】2つの電極の金属酸化物は、異なった製造
方法を使用してそれぞれ1つのキャリアの上にデポジッ
トされるのが好ましい。異なった製造方法は結果的に異
なった勾配を生じさせる。以下の金属酸化物はそれぞれ
一方の或いは両方の電極に対して使用されることができ
る:Sb2 O3 ,MoO2 ,Ta2 O5 ,P
tO2 ,RhO2 ,RuO2 ,PdO,OsO2
 ,TiO2 ,SnO2 。
【0008】水和した形の酸化イリジウムは特に、一方
或いは両方の電極に対して適切である。酸化イリジウム
は、一方の電極上にスパッタすることによっておよび他
方の電極上に化学酸化することによって最も上手く作ら
れる。酸化イリジウムが使用される場合には、その結果
として酸化還元の感度が低くなる。酸化イリジウムから
作られた電極の静電位は通常の甘汞基準電極と比較して
pH値の関数として測定される(“Evaluatio
n of Iridium Oxide Electr
odes Formed by Potential 
Cycling as pH Probes”by M
.L.Hitchman and S.Ramanat
han in “Analyst”, Jan.198
8, Vol.113, pages 25−39;“
pH−Sensitive Sputter Irid
ium Oxide Films”by T.Kats
ube, L.Lauks and J.N.Zeme
l in “Sensors and Actuato
rs”, 2(1982), 399−410)。測定
値は、様々な方法を使用するようにされ且つ酸化イリジ
ウム層を有する電極の静電位は広い範囲で線形でpH値
に依存しているが、異なった勾配を有することを示す。 この結果はいろいろな製造方法を使用して製造された2
つの酸化イリジウム層を電気導電性要素に接続すること
によってpH値測定装置を創製するために活用される。 酸化イリジウムを具備する2つの電極を備えた測定装置
は、いろいろなpH値を有する溶液で較正される。また
、測定装置を較正するためにそのpH値が着実に或いは
予めセットされたステップで変化される溶液を使用する
ことも可能である。
【0009】好ましい実施例では、各電極は非溶解性で
電気的に絶縁する物質の上に配置された金属層を有する
。前記層は各場合に金属酸化物で被覆され、基板と接触
するために企図された1つの部分と電気的に絶縁された
被覆によって覆われており被覆の外側で且つ物質に浸け
ることが可能な導体の少なくともその部分の上に延在す
る絶縁を施された外側から来る電気導体が被覆の内部で
それに対して接続される1つの部分とを具備する。この
タイプの電極では、金属的に導電する領域が物質に接触
するのは不可能である。金属酸化物のみが物質に接触す
る。
【0010】金属層は適当にイリジウム、スチール、プ
ラチナ或いはチタニウムを具備する。
【0011】このタイプの層は十分な−すなわち高い−
金属導電性を有する。
【0012】電気的に絶縁する基板はガラス或いは特に
アルミ酸化物を具備し得る。この場合、ガラスは酸性或
いはアルカリ性の物質には侵されないので使用される。 アルミ酸化物もまた、酸性およびアルカリ性の物質に対
して抵抗性がある。
【0013】電気的に絶縁する被覆はテトラフルオルカ
ーボン(商標テフロン(TEFLON))、すなわち酸
性およびアルカリ性の物質に対して抵抗性がある材料か
ら成るのが好ましい。
【0014】電極がプレート状基板の2つの平行な側部
上に配置される実施例はとりわけ都合が良い。このタイ
プの測定装置は特に設計が単純である。何故なら、両電
極が共通の基板に配置されているからである。このタイ
プの測定装置の寸法は低くし得る。例えば、検査される
べき溶液に対して露出された金属酸化物表面はわずか1
mm2 である。
【0015】
【実施例】pH値測定装置は、ホルダ3内で互いにある
間隔をおいて付着された2つの電極1,2を具備する。 電極1,2はそれぞれ、金属導電体、金属ワイヤ4,5
或いは金属プレート、および導電体および金属ワイヤ/
プレート上の被覆或いは層を具備する。液体物質6に接
触するために企図された各金属ワイヤ4,5の部分は、
例えば 0.1μm以下の厚さを有する金属酸化物の層
7,8によって被覆される。特にテフロンである電気絶
縁被覆9,10は金属酸化物の層7,8に隣接し、金属
ワイヤ4,5或いはプレート上に設けられて金属導電体
が物質6に接触するのを防ぐ。被覆9,10はプラグコ
ネクタ11,12まで延在し、それによって金属ワイヤ
4,5は高い入力抵抗を有する測定器具15へと伸びる
リード線13,14に接続される。金属ワイヤ4,5は
特にイリジウムから構成される。
【0016】層7,8は酸化イリジウムから構成され、
pH値の関数として図3に示されるような基準電極と比
較される静電位特性16,17を有する。静電位は縦座
標の方向で示され、pH値は横座標の方向で示される。
【0017】金属酸化物層7,8の特性16,17は、
金属酸化物層7,8の異なった製造方法から結果として
生じる異なった勾配を有する。それ故に測定器15によ
って確かめられるような静電位の間の差は異なったpH
値に対して変化し、そしてpH値に比例する。それ故に
これらの差はpH値を測定するために使用される。
【0018】測定器15および測定装置は、既知のpH
値の液体を使用して較正される。
【0019】金属酸化物層7,8はそれぞれ 0.1μ
mの厚さを有することが好ましい。これは金属酸化物が
そのキャリア基板から剥げ落ちないことを確実にする。 より厚い厚さも当然ながら使用されることができる。そ
の層はこれが可能なところではできるだけ薄くあるべき
である。
【0020】金属酸化物層7,8に対する実現可能な製
造方法はスパッタ或いは化学酸化、例えば陽極酸化、で
あり得る。金属ワイヤ4および5はイリジウム或いは他
の金属キャリアから構成されることができる。
【0021】図2に示されたpH値測定装置では、等し
いサイズの2つの電極20,21がプレート状で電気的
に絶縁し液体内で溶解しない基板18上に配置されてい
る。各電極20,21はその金属導電体として、基板1
8の一側部上にデポジットされ且つ該当する側部の縁1
9にまでは延在しない金属層22を具備する。電極20
,21を備えた2つの側部は互いに平行である。金属層
22はそれぞれ、例えばテトラフルオルカーボンのよう
な、電気絶縁物質から作られたストリップ24によって
覆われた部分23を具備するので、検査されるべき液体
は金属層に接触するようになることはできない。さらに
金属層22は、検査されるべき液体に接触するようにな
る金属酸化物層26で被覆された部分25を具備する。 ストリップ24によって覆われた部分23は接続ワイヤ
28,29の端部27に接続され、それらの他方の端部
は測定器15に接続される。
【0022】酸化物層のみが測定されるべき液体に接触
すること、すなわち領域26のみが液体に接触すること
は重要である。
【0023】金属酸化物層26はストリップ24の中へ
好ましくは幾分かは延在するので、各金属層22と検査
されるべき液体との間の接触は確実に回避される。
【0024】金属層22は、基板18上に配置されたイ
リジウムから構成されるのが好ましい。金属酸化物層2
6の内の一方は金属層22上にスパッタすることによっ
て最良にデポジットされる。電極20のこの金属酸化物
層26の製造は、酸素雰囲気中でのイリジウムターゲッ
トのマグネトロン微粒化によって達成されることができ
る。
【0025】電極21の金属酸化物層は、基板18上の
イリジウム層の陽極酸化によって製造される。ここで使
用される方法は、“PREPARATION OF A
N OXIDIZED IRIDIUM ELECTR
ODE AND THE VARIATION OF 
ITS POTENTIAL WITH pH”, b
y Laurence D. Burke et al
., Electroanal. Chem. 163
 (1984), 117−128、で公開された方法
であり得る。
【0026】様々な製造方法が、変化する勾配を有する
特性を備えた酸化イリジウム層を提供する。
【0027】上記に記載されたような酸化物電極の場合
、水和した酸化物内の金属イオンの原子価は電極がその
中に浸たされる溶液のpH値に依存する。特に好ましい
特性はフィルムの形をした酸化イリジウム内に見出され
、スパッタによって作られたそれらのフィルムはSIR
OF’s(Sputtered Iridium Ox
ide Film)として知られている。陽極酸化によ
って作られたフィルムはAIROF’s(Anodic
 Iridium Oxide Films)と呼ばれ
ている。
【0028】上記に記載された測定装置は設計が非常に
単純である。単純な構造は主に、甘汞電極を省くことに
よって得られる。測定装置は小さくすることができる。 特に測定装置はプレーナ製法を使用して作られることが
できる。金属酸化物表面は図2に示された測定装置で、
例えば1mm2 のサイズであり得る。結果として、測
定装置に対する寸法は比較的小さくなる。さらに、測定
装置は外側の影響に対して抵抗性がある。
【0029】測定装置はまた、0℃より下の温度、例え
ば−20℃、および 100℃よりも上の温度、例えば
 200℃を含む、の広い温度範囲で動作する。電極は
低いインピーダンスを有しており、そのことは測定の精
度に好ましい影響を与える。ガラスおよびアルミ酸化物
を別として、特殊なスチール、タンタル或いはチタニウ
ムが金属酸化物層のための基板として使用されることが
できる。 上記の測定装置は優れたネルンスト作用を有する。長期
の安定性を備えた特性は電極のエージングによって得ら
れることができる。酸化還元および他の外部イオン障害
、例えば溶解されないガスから結果として生じる、は低
い。多孔表面構造は測定装置の敏速な応答性を助長する
【0030】測定装置は基準電極によって較正されるこ
とができる。測定装置は基準液体を含まないので、温度
が変化する場合にこのような液体によって引き起こされ
る非線形性は排除される。それ故に測定装置は低い温度
および高い温度の両者の範囲において良い結果を提供す
る。2と10との間のpH値を測定するためのそれらの
使用が特に好ましい。
【0031】測定装置は、プレーナ製法およびそれらの
小さくされた設計を使用するそれらの製造のおかげで、
特に経済的に製造されることができる。
【0032】電極は適切な酸化物形成の後に引き続く後
処理を一般に必要とせず、そしてそれらの製造直後に使
用することができる。しかし、人為的な、例えば圧力釜
での、プレエージング(pre ageing)は長期
の安定性を一層良くすることができる。
【0033】異なる勾配の特性は、金属酸化物の異なっ
た格子形構造から結果として生じる。異なった格子形構
造は異なった形で各格子へと組合わされたOHイオンの
結果である。
【図面の簡単な説明】
【図1】2つの電極を備えたpH値測定装置の部分断面
図。
【図2】共通の基板上に配置された2つの電極を備えた
pH値測定装置の斜視図。
【図3】pH値の関数として金属酸化物を有する電極の
静電位の特性を示す図。
【符号の説明】
1,2,20,21…電極、6…液体物質、7,8,2
6…金属酸化物層、15…測定器、18…基板、22…
金属層、24…ストリップ。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  pH値を決定するために物質の中に浸
    けることができ且つ電極の電位差を測定する器具に接続
    可能な2つの前記電極を有するpH値測定装置であり、
    両電極が前記物体に接触するために企図された少なくと
    もそれらの表面において、pH値の関数として変化する
    勾配の電位特性を有する金属酸化物を具備する測定装置
  2. 【請求項2】  両電極の前記金属酸化物がそれぞれ異
    なった製造方法を使用して1つのキャリア上にデポジッ
    トされる請求項1記載の測定装置。
  3. 【請求項3】  一方の電極上の金属酸化物はスパッタ
    によって製造され、他方の電極上の金属酸化物は陽極酸
    化によって製造される請求項2記載の測定装置。
  4. 【請求項4】  少なくとも1つの電極が金属酸化物と
    して酸化イリジウムを具備する請求項1記載の測定装置
  5. 【請求項5】  少なくとも1つの電極がPtO2 ,
    RuO2 ,OsO2 ,Ta2 O5 ,TiO2 
    ,MoO2 ,RhO2 ,PdO,SnO2 或いは
    Sb2 O3 を具備する請求項1記載の測定装置。
  6. 【請求項6】  各電極が、非溶解性で電気的に絶縁す
    る基板の上に配置されており、金属酸化物層で被覆され
    且つ物質と接触するために企図された1つの部分と、電
    気的に絶縁する被覆によって覆われ、外部から入来し前
    記被覆の外側が前記物質内に浸けることが可能な導体の
    少なくともその部分の上に延在して絶縁されている電気
    的前記導体が前記被覆の内部でそれに対して接続される
    1つの部分とを各場合に具備する金属層を有する請求項
    1記載の測定装置。
  7. 【請求項7】  前記金属層がイリジウム、スチール、
    プラチナ或いはチタニウムを具備する請求項6記載の測
    定装置。
  8. 【請求項8】  前記電気絶縁基板がガラス或いはアル
    ミ酸化物を具備する請求項6記載の測定装置。
  9. 【請求項9】  前記電気絶縁被覆がテトラフルオルカ
    ーボンを具備する請求項6記載の測定装置。
  10. 【請求項10】  前記電極が互いに平行に伸びており
    プレート状基板の2つの表面上に配置される請求項6記
    載の測定装置。
  11. 【請求項11】  前記電極が互いにある間隔をおいて
    少なくとも電極に対して絶縁されたキャリアの共通の表
    面上に配置される請求項6記載の測定装置。
  12. 【請求項12】  前記金属酸化物の厚さが約 0.1
    μmである請求項1記載の測定装置。
  13. 【請求項13】  前記電極が人為的にエージングされ
    る請求項1記載の測定装置。
JP3205317A 1990-08-15 1991-08-15 pH値測定装置 Pending JPH04250353A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4025785:1 1990-08-15
DE4025785A DE4025785A1 (de) 1990-08-15 1990-08-15 Messeinrichtung fuer ph-werte

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Publication Number Publication Date
JPH04250353A true JPH04250353A (ja) 1992-09-07

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ID=6412247

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JP3205317A Pending JPH04250353A (ja) 1990-08-15 1991-08-15 pH値測定装置

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JP (1) JPH04250353A (ja)
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0627621B1 (de) * 1993-06-04 1997-05-21 AVL Medical Instruments AG Einrichtung und Verfahren zur Untersuchung des Stoffwechsels von Zellen
CN100422728C (zh) * 2006-03-28 2008-10-01 浙江大学 金属氧化锑电极及跟踪检测培养基pH变化的方法
CN110006970B (zh) * 2019-05-10 2021-06-04 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 用于多巴胺检测的电化学传感器的制备方法及其产品和应用
CN113278935B (zh) * 2021-05-07 2022-12-09 昆明贵研新材料科技有限公司 一种氧化铂电极及其制备方法和用途

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1796325A1 (de) * 1963-02-25 1973-02-15 Continental Oil Co Edelmetall-edelmetallverbindungselektroden und verfahren zu ihrer herstellung
US4287027A (en) * 1980-05-20 1981-09-01 Tosk Jeffrey M Method of determining the concentration of reducing agents
JPS5892948A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Hitachi Ltd 銅酸化物電極によるph測定方法
DE3232515A1 (de) * 1982-09-01 1984-03-01 Hellige Gmbh, 7800 Freiburg Elektrochemischer sensor zur transcutanen messung des kohlendioxid-partialdrucks eines lebewesens
JPS61167854A (ja) * 1985-01-21 1986-07-29 Murata Mfg Co Ltd 液体センサ
US4818365A (en) * 1986-10-14 1989-04-04 Monsanto Company Solid state indicator electrode and method of making same
DE3711071A1 (de) * 1987-04-02 1988-10-13 Anseros Klaus Nonnenmacher Gmb Verfahren und vorrichtung zur messung des ozongehaltes in gas und wasser

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