RU8480U1 - COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS - Google Patents

COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS Download PDF

Info

Publication number
RU8480U1
RU8480U1 RU98103946U RU98103946U RU8480U1 RU 8480 U1 RU8480 U1 RU 8480U1 RU 98103946 U RU98103946 U RU 98103946U RU 98103946 U RU98103946 U RU 98103946U RU 8480 U1 RU8480 U1 RU 8480U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
housing
solution
electrode
puncture
Prior art date
Application number
RU98103946U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Аржанников
Г.П. Лепнев
А.М. Писаревский
А.Н. Шполянский
К.В. Кисин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения" filed Critical Закрытое акционерное общество "Ассоциация предприятий морского приборостроения"
Priority to RU98103946U priority Critical patent/RU8480U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU8480U1 publication Critical patent/RU8480U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

Электрод сравнения для потенциометрическнх измеренийReference electrode for potentiometric measurements

Полезная модель относится к физической, аналитической и электрохимии и может быть использована для измерения потенциалов электродов в растворах.The utility model relates to physical, analytical and electrochemistry and can be used to measure the potentials of electrodes in solutions.

Основным требованием к электроду сравнения является независимость его потенциала от концентрации (активности) ионов и электронов в растворе, плотности тока и других параметров.The main requirement for the reference electrode is the independence of its potential on the concentration (activity) of ions and electrons in solution, current density and other parameters.

Известны хлорсеребряный, каломельный и некоторые другие электроды сравнения 1, pp. 75-114, 2, pp. 115-117.Silver chloride, calomel and some other reference electrodes are known 1, pp. 75-114, 2, pp. 115-117.

Каждый из таких электродов сравнения содержит металлический (ртуть, серебро, амальгама таллия) электрод, погруженный в раствор, находящийся в контакте с малорастворимой солью металла, насьпцающей раствор, и имеющий постоянную высок то концентрацию по второй co.im, которая содержит тот же анион, что и соль, насьпцающая раствор. Раствор с погруженным в него металлическим электродом заполняет корпус и соединяется с внепшим раствором через электролитический контакт, т.е. часть корпуса, в которой возможен ионный ток между растворами в корпусе и снаружи без заметного смешения растворов. Электролитический контакт вьшолняется в виде пористой керамической вставки в корпусе или в виде щлифа, или другими способами 1, pp. 88-100.Each of these reference electrodes contains a metal (mercury, silver, thallium amalgam) electrode immersed in a solution in contact with a sparingly soluble metal salt napstsyvaya solution, and having a constant high concentration of the second co.im, which contains the same anion, like salt napstsatyvaya solution. A solution with a metal electrode immersed in it fills the housing and connects to the external solution through an electrolytic contact, i.e. the part of the housing in which ion current is possible between the solutions in the housing and externally without noticeable mixing of the solutions. The electrolytic contact is performed in the form of a porous ceramic insert in the housing or in the form of a slit, or in other ways 1, pp. 88-100.

GOIN 27/00 GOIN 27/00

ходимость поддерживать повышеиное по сравнению с внешней средой давление раствора хлорида калия так, чтобы в пределах зоны электролитического контакта сохранялась высокая (по сравнению с внешней средой) электропроводность за счет хлорида калия 1, р 104. В протршном случае в зоне контакта из-за диффузии из внешней среды появятся ионы с иной, чем у ионов калия и хлора, подвижностью, что приведёт к увеличению диффузионного потенциала, т.е. к ошибке потенциометрического измерения. Этим же обусловлен так называемый эффект памяти, т.е. замедление реакции электродов на смену внешнего раствора 1,р.97.the ability to maintain a higher pressure of the potassium chloride solution compared to the external environment so that, within the electrolytic contact zone, high (compared to the external environment) conductivity is maintained due to potassium chloride 1, p 104. In the worst case, in the contact zone due to diffusion from ions with a different mobility than that of potassium and chlorine ions, which will lead to an increase in the diffusion potential, i.e. to potentiometric measurement error. This also determines the so-called memory effect, i.e. slowing down the reaction of the electrodes to change the external solution 1, p. 97.

Другой источник ошибок при измерении в разбавленных растворах связан со значите.11ьным повьппением сопротивления в зоне контакта, с внешней стороны этой зоны, из-за вымьшания хлорида калия. Если сопротивление превысит нормированное для измерительного прибора значение, то возможны ошибки измерения потенциалов.Another source of errors when measuring in dilute solutions is associated with a significant increase in resistance in the contact zone, from the outside of this zone, due to the increase in potassium chloride. If the resistance exceeds the value normalized for the measuring device, then potential measurement errors are possible.

Указанный недостаток частично может быть устранён путём создания гидростатического давления или применения особых устройств 1, р. 105, 106, необходимых при измерениях под давлением (в автоклавах).This drawback can be partially eliminated by creating hydrostatic pressure or using special devices 1, p. 105, 106, necessary for measurements under pressure (in autoclaves).

Известен также электрод сравнения для потенциометрических измерений, описанный в статье 3. Этот электрод сравнения, содержит корпус выполненный из диэлектрического материала, токоотвод, электрически соединенный с укрепленным внутри корпуса металлическим электродом, погруженным в заполняюший корпус раствор постоянного состава, включающий ионы металла, из которого вьшолнен электрод. Часть корпуса электрода сравнения вьшолненную из пористого тефлона толщиной 2 мм, отделяющего раствор постоянного состава от внещней среды.Also known is a reference electrode for potentiometric measurements described in article 3. This reference electrode contains a housing made of dielectric material, a collector electrically connected to a metal electrode fixed inside the housing, immersed in a filling solution of constant composition, including metal ions, from which it is filled electrode. Part of the housing of the reference electrode made of porous Teflon with a thickness of 2 mm, separating a solution of constant composition from the external environment.

Такая конструкция электрода сравнения не позволяет избавиться от указанных Bbmie недостатков - повыщения сопротивления при измерениях в разбавленных растворах и эффекта памяти в растворах обычных концентраций.Such a design of the reference electrode does not allow us to get rid of the drawbacks indicated by Bbmie — the increase in resistance during measurements in dilute solutions and the memory effect in solutions of ordinary concentrations.

жит корпус, BbmOjmcHHbrii из диэлектрического материала, токоотвод, электрически соединенный с укрепленным внутри корпуса металлическим электродом, погруженным в заполняющий корпус раствор постоянного состава, включающий ионы металла, из которого вьшолнен металлический электрод, и мембрану из полипропилена, отделяющую раствор постоянного состава от внешней среды. Электролитический контакт в этом электроде сравнения осуществляется через микроотверстия в тонкой мембране, закрьшающей окошко в стенке корпуса.It contains a housing, BbmOjmcHHbrii made of dielectric material, a collector electrically connected to a metal electrode fixed inside the housing, immersed in a solution of constant composition in the housing, including metal ions, from which the metal electrode is embedded, and a polypropylene membrane that separates the solution of constant composition from the external environment. The electrolytic contact in this reference electrode is made through micro-holes in a thin membrane closing a window in the wall of the housing.

Устройство-прототип имеет те же недостатки, что и другие аналоги.The prototype device has the same disadvantages as other analogues.

Целью полезной модели является по.1 чение возможности задавать поток раствора хлорида калия, нужный для стабилизации диффузионного потенциала, тменьшенкя эффекта памяти и роста сопротивления, независимо от давления над внешним раствором.The purpose of the utility model is to make it possible to set the flow of potassium chloride solution, which is necessary for stabilizing the diffusion potential, decreasing the memory effect and increasing the resistance, regardless of the pressure above the external solution.

Указанная цель достигается тем, что в электроде сравнения для потенциометрических измерений, содержащем корпус, выполненный из диэлектрического материала, токоотвод, электрически соединенный с укрепленным внутри корпуса металлическим электродом, погруженным в заполняющий корпус насьпценный раствор постоянного состава, включаюпщй ионы хлорида калия и ионы металла, из которого вьшолнен металлический электрод, прикреплённая к корпусу мембрана, отделяющая раствор постоянного состава от внешней среды, вьшолнена из диэлектрического материала, проницаемость которого для молекул воды превьштает в 50-150 раз прорпщаемость для молекул воды полиэтилена, а удельное сопротивление в насьпценном водой состоянии превьшхает Ю Ом-м, при этом мембрана имеет отверстие в виде прокола.This goal is achieved by the fact that in the reference electrode for potentiometric measurements, containing a housing made of dielectric material, a collector electrically connected to a metal electrode fixed inside the housing, immersed in the filling housing a high-grade solution of constant composition, including potassium chloride ions and metal ions, from which is filled with a metal electrode, a membrane attached to the housing that separates a solution of constant composition from the external environment, is made of a dielectric mat rial, whose permeability for water molecules in prevshtaet 50-150 times prorpschaemost polyethylene water molecules, and the resistivity in water nasptsennom state prevshhaet Yu ohm-m, wherein the membrane has a puncture hole.

Мембрана может быть вьшо.лнена, в частности, из СИЛРПСОНОВОГО каучука толщиной (25-500)-10 м. При этом размер прокола составляет 1-3 толшлны мембраны.The membrane can be completely flamed, in particular, from SILRPSON rubber with a thickness of (25-500) -10 m. In this case, the puncture size is 1-3 thick membranes.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором изображены:The essence of the proposed utility model is illustrated in the drawing, which shows:

3- металлический электрод,3- metal electrode,

4- раствор постоянного состава,4- solution of constant composition,

5- мембрана,5- membrane

6- прокол,6- puncture

7- крышка,7- cover

8- кристаллы хлорида калия,8- crystals of potassium chloride,

9- соль металла, из которого изготовлен электрод 1,9 - salt of the metal from which the electrode 1 is made,

10- измеряемый раствор.10 measured solution.

а - вид мембраны 5 в рабочем состоянии,a is a view of the membrane 5 in working condition,

b - вид мембраны 5 в режиме хранения,b - view of the membrane 5 in storage mode,

С - толщина мембраны 5,C is the thickness of the membrane 5,

d - размер прокола 6.d is the size of the puncture 6.

Предлагаемый электрод сравнения для потенциометрический измерений содержит корпус 1, выполненный из диэлектрического материала, например, стекла, токоотвод 2, электрически соединенный с укрепленным внутри корпуса электродом 3, изготовленным, например, из серебра, цинка или иного металла, из которого обьршо изготавливают подобные электроды. Электрод 3 погружен в заполняющрга корпус 1 насьпценный раствор 4 постоянного состава, включающий ионы хлорида калия и ионы металла, из которого выполнен металлический электрод 3. Мембрана 5 герметично прикреплена к корпусу 1, например, с помощью накидной гайки или иным известным способом. Мембрана 5 отделяет раствор 2 постоянного состава от внешней среды. Мембрана 5 вьшолнена из диэлектрического материала, проницаемость которого для молекул воды превьппает в 50-150 раз проницаемость для молекул воды полиэтилена, а удельное сопротивление в насьщ1енном водой состоянии превьппает 10° Ом-м, при этом мембрана 5 имеет отверстие в виде прокола 6.The proposed comparison electrode for potentiometric measurements comprises a housing 1 made of a dielectric material, for example, glass, a collector 2, electrically connected to an electrode 3 mounted inside the housing, made, for example, of silver, zinc or another metal, from which such electrodes are made. The electrode 3 is immersed in the filling housing 1 of a high-grade solution 4 of constant composition, including potassium chloride ions and metal ions, of which the metal electrode 3 is made. The membrane 5 is hermetically attached to the housing 1, for example, using a union nut or by any other known method. The membrane 5 separates the solution 2 of constant composition from the external environment. The membrane 5 is made of a dielectric material, the permeability of which for water molecules is 50-150 times that of polyethylene water molecules, and the resistivity in a water-saturated state is 10 ° Ohm-m, while the membrane 5 has a hole in the form of a puncture 6.

Мембрана 5 может вьшолнена из различных материалов, удовлетворяющих требованиям по проницаемости для воды и удельному сопротивлению в соответствии с сущиостью предлагаемой полезной модели. Лучшим из известных в настоящее время материалов мембраны 5 является силиконовый каучук. Мембрана 5, выполненная нз силнконового каучука, имеет толщину (25-500)-10 м, а размер прокола составляет 1-3 толщины мембраны. Увеличение толщины мембраны 5 более 500-10 м приводит к росту сопротивления из-за разбавления раствора хлорида калия во внешнем участке отверстия.The membrane 5 can be made of various materials that meet the requirements for permeability to water and resistivity in accordance with the essence of the proposed utility model. The best currently known membrane material 5 is silicone rubber. The membrane 5, made of ns silncon rubber, has a thickness of (25-500) -10 m, and the size of the puncture is 1-3 thickness of the membrane. An increase in the thickness of the membrane 5 over 500-10 m leads to an increase in resistance due to dilution of the potassium chloride solution in the outer part of the hole.

Предлагаемый электрод сравнения работает следующим образом.The proposed reference electrode works as follows.

При погружении электрода сравнения в измеряемый раствор 10 молекулы воды движутся через мембрану 5 в направлении градиеггга активности воды внутрь корпуса 1, независимо от внешнего давления, растворяют часть хлорида калия, требующуюся для насьпцения и создают в корпусе 1 осмотическое давление. Мембрана 5 под давлением растягивается, прокол 6 (вид а на чертеже) раскрьюается и через него раствор хлорида калия вытекает во внешнюю среду, что обеспечивает электролитический контакт.When the reference electrode is immersed in the measured solution 10, water molecules move through the membrane 5 in the direction of the gradient of water activity inside the housing 1, regardless of external pressure, dissolve the part of potassium chloride required for filling and create osmotic pressure in the housing 1. The membrane 5 is stretched under pressure, the puncture 6 (view a in the drawing) is expanded and through it a solution of potassium chloride flows into the external environment, which provides electrolytic contact.

Хранение электрода сравнения между измерениями возможно в растворе с активностью воды, б;шзкой к таковой у хлорида калия (т.е. не ниже 0,86), тогда давление уменьшается и прокол 6 закрьшается (вид b на чертеже).Storage of the reference electrode between measurements is possible in a solution with water activity, b; not so close to that of potassium chloride (i.e., not lower than 0.86), then the pressure decreases and puncture 6 closes (type b in the drawing).

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает возможность задавать поток раствора хлорида калия, нужный для стабилизации диффузионного потенциала, уменьшение эффекта памяти и рост сопротивления, независимо от давления над внешним раствором путем использовагшя разностей активностей воды между внутренним раствором в электроде сравнения и внешним раствором.Thus, the proposed design makes it possible to set the flow of potassium chloride solution, which is necessary to stabilize the diffusion potential, reduce the memory effect and increase the resistance, regardless of the pressure above the external solution by using the differences in water activity between the internal solution in the reference electrode and the external solution.

Промьшхленная применимость полезной моде.г1и определяется тем, что электрод сравнения может быть изготовлен на основании приведенного описания и чертежей и использован для измерения потенциалов электродов в растворах.The industrial applicability of the useful mode.g1i is determined by the fact that the reference electrode can be made on the basis of the above description and drawings and used to measure the potentials of the electrodes in solutions.

1.Helmuth Galster, рН Measm ement, Weinheim 1990.1.Helmuth Galster, pH Measm ement, Weinheim 1990.

2.K.B.Oldham, J.C.Myland, Fundamentals of Electrochemical Science, San Diego, 1994.2.K.B. Oldham, J.C. Myland, Fundamentals of Electrochemical Science, San Diego, 1994.

3.Satoshi Ito & colab., Talanta 43 (1996), 135 - 1423.Satoshi Ito & colab., Talanta 43 (1996), 135-142

Источники информацииSources of information

Claims (2)

1. Электрод сравнения для потенциометрических измерений, содержащий корпус, выполненный из диэлектрического материала, токоотвод, электрически соединенный с укрепленным внутри корпуса металлическим электродом, погруженным в заполняющий корпус насыщенный раствор постоянного состава, включающий ионы хлорида калия и ионы металла, из которого выполнен металлический электрод, а также прикрепленную к корпусу мембрану, отделяющую раствор постоянного состава от внешней среды, отличающийся тем, что мембрана выполнена из диэлектрического материала, проницаемость которого для молекул воды превышает в 50 - 150 раз проницаемость для молекул воды полиэтилена, а удельное сопротивление в насыщенном водой состоянии превышает 1010 Ом • м, при этом мембрана имеет отверстие в виде прокола.1. A reference electrode for potentiometric measurements, comprising a housing made of a dielectric material, a collector electrically connected to a metal electrode fixed inside the housing, immersed in a saturated housing of constant composition, including potassium chloride ions and metal ions, from which the metal electrode is made, as well as a membrane attached to the housing, separating a solution of constant composition from the external environment, characterized in that the membrane is made of a dielectric mat A series whose permeability for water molecules exceeds 50-150 times the permeability for water molecules of polyethylene, and the resistivity in a water-saturated state exceeds 10 10 Ohm • m, while the membrane has a hole in the form of a puncture. 2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что мембрана выполнена из силиконового каучука толщиной (25 - 500) • 10-6 м, а размер прокола составляет 1 - 3 толщины мембраны.
Figure 00000001
2. The electrode according to claim 1, characterized in that the membrane is made of silicone rubber with a thickness of (25 - 500) • 10 -6 m, and the size of the puncture is 1-3 thickness of the membrane.
Figure 00000001
RU98103946U 1998-03-12 1998-03-12 COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS RU8480U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103946U RU8480U1 (en) 1998-03-12 1998-03-12 COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103946U RU8480U1 (en) 1998-03-12 1998-03-12 COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU8480U1 true RU8480U1 (en) 1998-11-16

Family

ID=48235963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98103946U RU8480U1 (en) 1998-03-12 1998-03-12 COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU8480U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3380905A (en) Electrolytic sensor with anodic depolarization
KR0152426B1 (en) Reference electrode
Kakiuchi et al. Polarizability and electrocapillary measurements of the nitrobenzene-water interface.
KR100358933B1 (en) Planar reference electrode
JP2022508683A (en) Ion selection sensor
Cui et al. Potentiometric pCO 2 sensor using polyaniline-coated pH-sensitive electrodes
CN105531584B (en) ion-selective electrode
Osakai et al. Ion-transfer voltammetry with the interfaces between polymer-electrolyte gel and electrolyte solutions
Lindner et al. Electrical and dynamic properties of non-plasticized potassium selective membranes
Diamond et al. Evaluation of a new solid‐state reference electrode junction material for ion‐selective electrodes
US6719888B1 (en) Reference electrode assembly
JP3751026B2 (en) Analysis cell
DK145317B (en) HALOGENSENSITIVE ELECTRODE AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING A SUCH ELECTRODE AND ANY MEMBRANE
Pandey et al. Electrochemical synthesis of tetraphenylborate doped polypyrrole and its applications in designing a novel zinc and potassium ion sensor
Walsh et al. Solid‐state sodium‐selective sensors based on screen‐printed Ag/AgCl reference electrodes
US6193865B1 (en) Analytic cell
Bobacka et al. All‐Solid‐State Ag+‐ISE Based on [2.2. 2] p, p, p‐Cyclophane
JP4005980B2 (en) Potentiometric ion selective electrode
RU8480U1 (en) COMPARISON ELECTRODE FOR POTENTIOMETRIC MEASUREMENTS
EP3264074B1 (en) Solid state electrode and method for making solid state electrode
Oyama et al. Ion-selective electrodes based on bilayer film coating
JPH0245147B2 (en)
US3681228A (en) Electrochemical concentration cell for gas analysis
US3729401A (en) Calcium ion measuring electrode
Quan et al. A conductive polypyrrole based ammonium ion selective electrode

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20040313