Glaselektrode zur Messung bei hohen Temperaturen
Die Elektrodengläser
normaler Zusammensetzung (72%SiO2, 22%Na2O, 6%CaO) sind so stark wasserlöslich,
daß bei Temperaturen über 60°C in wäßrigen Lösungen eine sehr rasche Zerstörung
der Glasmembranen stattfindet, wobei in der Hauptsache das Alkali aus dem Glas herausgelöst
wird. Aus diesem Grunde sind verschiedene Elektrodengläser entwickelt und vorgeschlagen
worden, die pH-Messungen bei hohen Temperaturen bis zu I200 C gestatten. sollen.
Derartige Gläser haben aber immer noch eine relativ hohe Löslichkeit und müssen
außerordentlich dickwandig sein, damit sie für längere Zeit meßfähig bleiben. Die
großen Wandstärken erschweren nicht nur die Messung, weil wegen des dadurch bedingten
hohen inneren Widerstandes eine sehr sorgfältige Abschirmung erforderlich wird,
sondern man erhält auch keine konstanten Elektrodenfunktionen, und die Asymmetriepotentiale
sind sehr hoch und zeitlich schwankend.Glass electrode for measurement at high temperatures
The electrode glasses
normal composition (72% SiO2, 22% Na2O, 6% CaO) are so highly water-soluble,
that at temperatures above 60 ° C in aqueous solutions a very rapid destruction
of the glass membrane takes place, the main thing being that the alkali is dissolved out of the glass
will. For this reason, various electrode glasses have been developed and proposed
which allow pH measurements at high temperatures up to I200 C. should.
Such glasses, however, still have a relatively high solubility and must
be extremely thick-walled so that they remain measurable for a long time. the
large wall thicknesses not only make the measurement more difficult because of the resulting
high internal resistance, very careful shielding is required,
rather, no constant electrode functions and the asymmetry potentials are obtained either
are very high and fluctuate over time.
Es sind weiter Glaselektroden bekannt, die auf Li2 O-Si O2-Basis
aufgebaut sind und neben anderen Komponenten auch Ti O2 enthalten. Diese Elektroden
schließen jedoch Beimengungen von Erdalkalioxyden, insbesondere Ca 0 aus. Obwohl
ihre Temperaturbeständigkeit unbestritten ist, ist ihr elektromotorisches Verhalten
als p-Indikat0r erheblich ungünstiger als das von Elektroden normaler Zusammensetzung,
und außerdem sind sie bei Temperaturen über 90° C im Dauerbetrieb nicht beständig. There are also known glass electrodes based on Li2 O-Si O2
and contain Ti O2 in addition to other components. These electrodes
however, exclude the addition of alkaline earth oxides, in particular Ca 0. Even though
their temperature resistance is undisputed, is their electromotive behavior
as a p indicator considerably less favorable than that of electrodes of normal composition,
and in addition, they are not stable at temperatures above 90 ° C in continuous operation.
Es ist nun gefunden worden, daß man bei Zusatz von kleinen Mengen
Titandioxyd zu normalen Elektrodengläsern ein Glas erhält, das bei hohen
Temperaturen
(I00° C) monatelang meßfähig bleibt, ohne daß man Wandstärken zu wählen braucht,
die bei I00° einen höheren Widerstand als etwa 0,5 Megohm ergeben. Durch einen Zusatz
von 2% Titandioxyd wird zwar der Widerstand des Glases bei Zimmertemperatur sehr
stark erhöht, so daß eine Messung ohne Röhrenverstärkung auch bei dünnwandigen Elektroden
nicht möglich ist. Bei I00° C aber ist der Widerstand so stark abgesunken, daß bei
nicht zu starken Elektroden sogar eine Messung durch direkte Anzeige oder nach dem
Kompensationsverfahren möglich ist. It has now been found that when adding small amounts
Titanium dioxide to normal electrode glasses gets a glass that at high
Temperatures
(100 ° C) remains measurable for months without having to choose wall thicknesses,
which at 100 ° result in a resistance greater than about 0.5 megohms. By an addition
of 2% titanium dioxide, the resistance of the glass at room temperature becomes very high
greatly increased, so that a measurement without tube reinforcement even with thin-walled electrodes
not possible. At 100 ° C, however, the resistance has dropped so much that at
not too strong electrodes even take a measurement by direct display or after
Compensation method is possible.
Beispiel Normales Elektrodenglas (Mac-Innes-Glas) wurde geschmolzen
und der Schmelze 2% Titandioxyd zugegeben und so lange weitererhitzt, bis eine homogene
Verteilung des Titandioxyds erfolgt war. Aus @ dieser Glasschmelze wurden Kugelglaselektroden
hergestellt mit einer Wandstärke von etwa I bis I,5 mm. Derartige Elektroden wurden
zur pH-Messung von siedenden wäßrigen Lösungen benutzt und behielten ihre Meßfähigkeit
unverändert über 2 Monate. Die Elektrodenfunktion betrug 60 mV pro pH bei 90°C,
der Widerstand etwa 0,5 Megohm. Die Elektroden konnten daher auch ohne Röhrenverstärkung
zur Messung verwendet werden. Example Normal electrode glass (Mac-Innes glass) was melted
and 2% titanium dioxide is added to the melt and heating is continued until homogeneous
Distribution of the titanium dioxide was done. This glass melt turned into spherical glass electrodes
manufactured with a wall thickness of about 1 to 1.5 mm. Such electrodes were used
used to measure the pH of boiling aqueous solutions and retained their ability to measure
unchanged over 2 months. The electrode function was 60 mV per pH at 90 ° C,
the resistance about 0.5 megohms. The electrodes could therefore also be used without tube reinforcement
can be used for measurement.