Электрод сравнения для потенциометрических измерений

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для потенциометрического анализа жидких сред в практике научных исследований и при контроле и управлении производственными процессами в медицинской промышленности, биотехнологии , сельском хозяйстве и т.д. Цель - повышение стабильности диффу- .зионного потенциала за счет того, что электролитический контакт вспомогательного электрода с анализируемой средой осуществляется по ионообменной поверхности диэлектрического шарика, которая является полиамфолитом и содержит катионообменные и анионообменные группы. Загущенный электролит иммобилизован в пористой неорганической матрице, а внутренний электрод сравнения выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения и . вращения вокруг своей оси. Вспомогательный электрод можно использовать в экстремальных температурных условиях . 2 нл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. SU 1 409907

А1 S11 W С 01 Н 27/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4168371/40-25 (22) 29.12.86 (46) 15.07.88, Бюл. У 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (72) Г.А. Дамешек, М.M. Капралов, В.А. Книгин, В.Г. Крунчак, A.È. Ван- цев и Н.И. Наумова (53) 543.257(088.8) (56) Кантере В.M. и др. Потенциомет.— рические и титрометрические приборы.

М.: Машиностроение, !970, с. 28.

Патент США 833,495; кл. G 01 Н 27/30, 1974. (54) ЭЛЕКТРОД СРАВНЕНИЯ ДЛЯ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для потенциометрического анализа жидких сред в практике научных исследований и при контроле и управлении производственными процессами в медицинской промышленности, биотехнологии, сельском хозяйстве и т.д.

Цель — повышение стабильности диффузионного потенциала за счет того, что электролитический контакт вспомогательного электрода с анализируемой средой осуществляется по ионообменной поверхности диэлектрического шарика, которая является полиамфолитом и содержит катионообменные и анионообменные группы. Загущенный электролит иммобилизован в пористой неорганической матрице, а внутренний электрод сравнения выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения и вращения вокруг своей оси. Вспомогательный электрод можно использовать в экстремальных температурных условиях. 2 ил.

1409907

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к устройствам, предназначенным для потенциометрического анализа жидких сред в комплекте с индикаторными электродами, и может быть использовано в практике научных исследований при контроле и управлении промьппленности производственными процессами в медицине, биологии, сельском хо-. зяйстве,пищевой промьппленност@ и других областях народного хозяйства для анализа ионного и газового составов сред. 15

Цель изобретения — повышение стабильности диффузионного потенциала, расширение температурного диапазона работы электрода, увеличение срока службы вспомогательного электрода, а 29 также снижение величины диффузионного потенциала.

Сущность изобретения заключается в обеспечении жидкостного соединения вспомогательного электрода с анапизи- 25 руемой средой как по сферической поверхности шарика, находящего@я в соответствующей составу внутреннего электрода ионной форме, так и путем продавливаиия внутреннего загущенного Ю электролита по его поверхности при вращении. Объем продавливаемого электролита регулируется за счет плотности посадки шарика. Введение эагущенного электролита в пористую матрицу допол- у нительного гидродинамически стабили-. зует электролит, что необходимо при измерениях в различном пространственном положении вспомогательного электрода. 40

Использование в качестве матрицы термостойкого материала, например базальтовой бумаги, позволяет проводить работу при более высокой температуре.

Создание двух степеней свободы движе- 45 ния корпуса внутреннего электрода сравнения, при которых возможно его возвратно-поступательное движение и вращение вокруг оси, позволяет постоянно обновлять контактирующую со средой поверхность шарика.

На фиг. 1 изображен вспомогательный электрод для потенциометрических измерений; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. l.

Устройство состоит из диэлектрического корпуса в виде стакана 1, внутреннего электрода 2 сравнения, пористой матрицы с размещенным в ней загущенным электролитом 3, диэлектриI ческого ключа, расположенного на боковой поверхности корпуса в виде шарика 4 с ионообменной полиамфолитной поверхностью 5, и корпуса внутреннего электролита в виде поршня б.

При измерениях вспомогательный электрод включается в двухэлектродную систему, состоящую помимо него из индикаторного электрода. Для потенциометрического определения концентрации анализируемых ионов в растворе, ЭДС электродной системы должна зависеть только от активности анали-. зируемого иона. В качестве внутреннего контактного электрода используют, например Ag/AgC3. †ýëåêòð, помещенный в насьппенный гелевый раствор, содержащий ионы хлора. Потенциал внутреннего электрода сравнения является функцией концентрации иона Cl и остается постоянным. Хранение вспомогательного электрода на воздухе и работа его при избыточном давлении не приводят к высыханию или вытеканию внутреннего гелевого раствора, так как шарнирно закрепленный шарик

4 хорошо предохраняет загущенный

1 электролит 3 от испарения.

Электролитический контакт вспомогательного электрода с анализируемой средой осуществляется не только за счет истечения внутреннего раствора, но также и по ионообменной поверхности 5 шарика 4, которая является полиамфолитом, т.е. содержит катионообменные и анионообменные группы.

Перед размещением вспомогательного электрода 2 в анализируемой среде, полиамфолит переводится в солевую форму, соответствующую солевому составу внутреннего электролита. Например, в случае использования в качестве внутреннего электролита раствора КС1 катионо- и ионообменные группы полиамфолнта находятся соответственно в

Ф

К н Cl форме, что обеспечивает минимальный и наиболее стабильный потенциал данного соединения.

Предлагаемый вспомогательный электрод можно использовать в экстремальных условиях, например в ферментацнон- ных установках, где в ходе биосинтеза необходимо постоянно контролировать величину рН, а после завершения процесса аппараты .стерилизуются перегретым водяная паром при температуре до о

145 С. Для сохранения работоспособнос)409907 ти вспомогательного электрода при высокотемпературной обработке предусмотрена возможность поднятия корпуса

6 внутреннего электрода сравнения в верхнее положение для выведения его из эоны перегрева. При этом корпус I герметично замыкается нижней частью корпуса 6, которая выполнена в виде поршня. В том случае, если поднятие 10 корпуса 6 в верхнее положение по эксплуатационным причинам неудобно, в качестве материалов, образующих гелевый раствор электролита, подбираются такие, которые имеют температуру разложения более высокую, ем температура стерилизации. Например, могут быть использованы полимеры акрнловой кислоты, поливнииловый спирт, окись полиэтилена и другие. 20

Разборная конструкция электрода позволяет производить его перезарядку. Проведенные испытания вспомогательного электрода предлагаемой конструкции в лабораторных условиях при 25 температуре от 10 до +50 С показывают, что стабильность потенциала составляет +0,5 мВ за 5000 ч работы, а сопротивление не превышает 20-30 кОм.

Применение предлагаемого вспомога- 30 тельного электрода обеспечивает точность измерения +0,05 рН (+3 мВ) ..

Диффузионный потенциал его составля1 ет от 5 до 2 5 мВ Стабильность диффузионного потенциала — 0,5 мВ эа

6000 ч работы.

Формула изобретения

Электрод сравнения для потенциометрическнх измерений, содержащий цилиндрический диэлектрический корпус с расположенным в нем внутренним элек тродом сравнения, заполненный гелеобразным загущенным электролитом, и электролитический ключ, о т л и ч а ющ и й-,с я тем, что, с целью повышения стабильности диффузионного потенциала, расширения температурного диапазона работы электрода и увеличения . срока службы, электролитический ключ выполнен в виде шарнирно закрепленного в корпусе диэлектрического шарика, на поверхности которого расположен нонообменный полиамфолит, находящийся в ионной форме, соответствующей ионному составу загущенного электро" лита, причем загущенный электролит иммобилизован в пористой неорганической матрице, расположенной в корпусе электрода, а внутренний электрод сравнения находится в контакте с пористой матрицей и выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения и вращения вокруг своей оси.

1409907

Составитель И. Рогаль

Редактор И. Касарда Техред Л.Олийнык

Корректор М, Пожо

Заказ 3470/39

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4