DE623846C

DE623846C -

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Publication number: DE623846C
Application number: DENDAT623846D
Authority: DE
Priority date: 1934-01-30
Also published as: FR768577A

Description

Bibüotheek ^{DEUTSCHES REICH}

17 FIB, 1G36

AUSGEGEBEN AM
7. JANUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 421 GRUPPE 3os

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

von Flüssigkeiten

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Januar 1934 ab

Es ist an sich, bekannt, bei Gaselektroden für Konzentrationselemente zur Messung des PH-Wertes von Flüssigkeiten drahtförmige oder aus perforiertem Blech bestehende Elektroden zu verwenden. Bei den bisher bekannten Elektroden dieser Art bot es indessen außerordentliche Schwierigkeiten, eine ausreichend kleine Anzeigeverzögerung und eine schnelle und sichere Einstellung des der Priifflüssigkeit entsprechenden Grenzpotentials zu erzielen. Bei den bekannten Platin-Wasserstoff-Elektroden war durchweg nur eine punktförmige oder eine linienförmige Berührungsstelle zwischen den drei Komponenten

Platin, Wasserstoff und Prüfflüssigkeit vorhanden, wodurch die Einstellung des Gleichgewichtes zwischen diesen lange Zeit in Anspruch nahm, so daß schnelle, insbesondere fortlaufende pH-Wert-Bestimmungen in Flüssigkeiten nicht möglich "waren.

Die Erfindung vermeidet diese Mängel dadurch, daß gemäß der Erfindung der Wasserstoff durch eine mit Durchbrechungen versehene Elektrodenmetallfläche, z. B. ein Drahtnetz oder ein perforiertes Blech, von der Prüfflüssigkeit getrennt ist und durch die Elektrode hindurch in die Prüfflüssigkeit übertritt. Man führt also im Sinne der Erfindung den Wasserstoff unter Aufrechtefhaltung eines kleinen Überdruckes von der Rückseite der durchbrochenen Elektrodenfläche zu. Dabei bilden sich in den Durchbrechungen der Elektrodenfläche kleine Wasserstoffbläschen aus. Diese haften besonders dann, wenn man die Prüfflüssigkeit in möglichst langsamem Strom an der dem Wasserstoffzuführungsrohr abgekehrten Elektrodenfläche entlang führt, verhältnismäßig fest, so daß sich eine flächenförmige Grenzschicht Platin-Wasserstoff-Prüfflüssigkeit schnell und sicher einstellt und auch bei fortlaufenden Messungen aufrechterhalten bleibt.

Um eine langsame Strömung der Prüffiüssigkeit an dieser Grenzfläche entlang zu erzielen, empfiehlt es sich, in der Nähe der Elektrode eine nach oben gerichtete Düse derart anzuordnen, daß durch den durch die Elektrode und durch diese Düse hindurchtretenden Wasserstoff eine verhältnismäßig langsame Strömung der Prüfflüssigkeit an der Elektrodenfläche entlang erzeugt wird.

Bei fortlaufenden pH-Wert-Bestimmungen in Flüssigkeiten ist es zweckmäßig," nicht nur in an sich bekannter Weise einen Teilstrom der zu prüfenden Flüssigkeit durch einen Behälter zur Sättigung dieses Teilstromes mit Wasserstoff und durch ein mit Überlauf versehenes Gefäß hindurchzuführen, sondern

*) Von dem Patentsweher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Heinz Grüß und Dr.-Ing. Fritz Lienezveg in Berlin-Siemensstadt.

außerdem auch noch die Elektrode selbst in einen Nebenschluß zu der mit Wasserstoff gesättigten Flüssigkeit zu legen.

Die neue Elektrode weist weiterhin noch den Vorteil auf, daß sie nur einen geringen Wasserstoffverbrauch hat.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

ίο Die Prüfflüssigkeit tritt durch ein Rohr ι in einen Behälter 2 ein. Aus diesem Behälter gelangt die Hauptmenge der Prüfflüssigkeit unter Umgehung der Platin-Wasserstoff-Elektrode durch die Rohre 3 und 4 zur Verbrauchsstelle. Ein geringer Teil der Prüfflüssigkeit strömt aus dem Behälter 2 durch die am Boden des Behälters vorgesehene Kapillare S hindurch in einen Behälter 6 ein, der vollständig mit Glaskugeln 7 o. .dgl. gefüllt ist. Dieser Behälter dient in noch zu besprechender Weise zur Sättigung der Prüfflüssigkeit mit Wasserstoff. Aus dem Behälter 6 gelangt die Prüfflüssigkeit durch einen Spalt 6' in einen Raum 8, aus dem der Hauptteil durch eine öffnung 9 in das Gefäß 10 einströmt. An dem Gefäß ro ist ein Überlauf 11 vorgesehen, mittels dessen die überschüssige Prüfflüssigkeit wieder in die Hauptleitung 3,4 eingeführt wird. Auf der .der öffnung 9 abgekehrten Seite des Raumes 8 ist eine Elektrode 12 mit großer Grenzfläche zwischen Wasserstoff, Elektrodenmetall und Prüfflüssigkeit eingesetzt, z. B. ein Drahtnetz oder ein perforiertes Blech'aus Platin, platiniertem Gold,' einer Platinlegierung oder einem Metall der Platingruppe. Die Elektrode ist mit einer aus Platindraht 13 bestehenden Stromzuführung versehen. Mit Hilfe eines Rohres 14 wird auf der dem Raum 8 abgekehrten Seite der Elektrode 12 Wasserstoff zugeführt, der durch die Elektrode hindurchströmt. In der Nähe der Elektrode ist eine nach oben hin gerichtete Düse 15 angebracht, durch welche der Wasserstoff hindurchströmt und so pumpenartig einen Strom der im Raum 8 befindlichen Prüfflüssigkeit an der Elektrodenfläche entlang erzeugt. Diese Menge der Prüfflüssigkeit tritt durch die Düse 15 hindurch in ein aufwärts führendes Rohr 16, so daß der Spiegel der Prüfflüssigkeit in dem Rohr 16 etwa .dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 10 entspricht. Der Wasserstoff steigt durch das Rohr 16 auf und tritt aus dem oberen Ende dieses Rohres in den Behälter 6 ein. Die durch die Kapillare 5 in den gleichen Behälter fortlaufend eintretende Prüfflüssigkeit wird, begünstigt durch die durch die Glaskugeln 7 erzielte große Oberfläche, sich mit Wasserstoff sättigen. Der Wasserstoff verläßt den Behälter 6 durch eine möglichst weit unten in dem Behälter angeordnete enge Öffnung 17.

Die. Öffnung 17 ist deswegen so weit nach unten gelegt — bei gleichzeitiger, möglichst hoher Anordnung. der Austrittsöffnung des Wasserstoffes aus dem Rohr 16 —, um ein Eindringen der äußeren Luft in das Sättigungsgefäß 6 in einfacher Weise zu verhüten. ,

In die im Behälter 10 befindliche Prüfflüssigkeit taucht noch eine nur teilweise angedeutete Vergleichselektrode 18 ein, z. B. eine Quecksilber-Kalomel-Elektrode, deren untere Öffnung durch ein Glasfilter 19 abgeschlossen ist.

Wie ersichtlich, wird bei der neuen Elektrode nur ein sehr kleiner Teil der mit Wasserstoff gesättigten Prüfflüssigkeit für ,die Messung benutzt, nämlich nur diejenige Flüssigkeitsmenge, die an der Elektrode 12 durch die Pumpenwirkung der mit Wasserstoff beschickten Düse 15 vorbeigeführt wird. Man sättigt eine größere Menge, als an der Elektrode für die Messung benutzt wird, um die Sättigungseinrichtung schneller zu durchspülen. Die Strömungsgeschwindigkeit dieses kleinen Teiles der Prüfflüssigkeit ist verhältnismäßig gering, was sich bei Versuchen als zweckmäßig erwiesen hat. Es wird eine fortlaufende genaue Messung ermöglicht, weil ständig das der Prüfflüssigkeit entsprechende Grenzpotential zwischen dieser und der Platin-Wasserstoff-Elektrode sich sicher einstellt. Trotzdem ist infolge der Anordnung mehrerer Nebenschlüsse des Flüssigkeitsstromes die Anzeigeverzögerung sehr .klein und unabhängig von der Gesamtmenge.

Schließlich besteht bei der neuen Elektrode auch noch der Vorteil, daß eine bequeme Regenerierung der Platinelektrode 12 dadurch möglich ist, daß das Gefäß 10 nach unten abgezogen und nach Abspülen der Elektrode 12 mit destilliertem Wasser durch ein ebenso großes, mit Platinierungsflüssigkeit gefülltes und eine Anode enthaltendes Gefäß ersetzt werden kann. Verbindet man nach Auswechslung des Gefäßes 10 die Stromzuführung 13 der Elektrode 12 mit dem negativen Pol einer Stromquelle und die in dem P-Iatinierungsgefäß befindliche Elektrode mit dem positiven Pol der Stromquelle, so erhält man nach kurzer Zeit eine Abscheidung von Platinmohr auf der Elektrode 12 und damit eine neu betriebsfähige Wasserstoff-Platin-Elektrode.

Claims

Patentansprüche:

i. Platin-Wässerstoff-Elektrode, insbesondere zur fortlaufenden Messung des PH-Wertes von· Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff durch eine mit Durchbrechungen versehene Elektroclenmetallfläche, z. B. ein Drahtnetz

oder ein perforiertes Blech, von der Prüfflüssigkeit getrennt ist und durch die Elektrode hindurch in die Prüfflüssigkeit übertritt.
2. Elektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Elektrode eine nach oben gerichtete Düse derart angeordnet ist, daß durch den durch die Elektrode und die Düse hindurchtretenden Wasserstoff eine zweckmäßig langsame Strömung der Prüf flüssigkeit an der Elektrodenfläche entlang erzeugt wird.
3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Düse ein Behälter zur Sättigung der Prüffiüssigkeit mit dem durch die Elektrode und durch die Düse hindurchgetretenen Wasserstoff vorgesehen ist.
4. Elektrode nach Anspruch 1 oder 2*, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenfläche im Nebenschluß zu der Strömung der mit Wasserstoff gesättigten Prüfflüssigkeit angeordnet ist.
5. Elektrode nach Anspruch. 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr für den Wasserstoff in den oberen Teil des mit einem Teilstrom der Prüfflüssigkeit beschickten Sättigungsbehälters mündet und daß die Austrittsöffnung des überschüssigen Wasserstoffes aus diesem Behälter im unteren Behälterteil angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen