DK150806B - Vaeskeimpermeabelt vaeskeforbindelsesorgan til brug i en elektrokemisk referenceelektrode - Google Patents
Vaeskeimpermeabelt vaeskeforbindelsesorgan til brug i en elektrokemisk referenceelektrode Download PDFInfo
- Publication number
- DK150806B DK150806B DK208470A DK208470A DK150806B DK 150806 B DK150806 B DK 150806B DK 208470 A DK208470 A DK 208470A DK 208470 A DK208470 A DK 208470A DK 150806 B DK150806 B DK 150806B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- liquid
- reference electrode
- electrode
- salt
- glass
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 31
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 28
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 26
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 20
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical class [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 5
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004957 Zytel Substances 0.000 description 1
- 229920006102 Zytel® Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 210000004268 dentin Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000005338 frosted glass Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/301—Reference electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
150806
Den foreliggende opfindelse angår et væskeimpermeabelt væskeforbindelsesorgan til brug i en elektrokemisk referenceelektrode, der omfatter en beholder, der er indrettet til at rumme en saltbroopløsning, et indre halvelement i beholderen til kontakt med 5 opløsningen, hvilket væskeforbindelsesorgan er tilvejebragt i beholderens væg.
Ved gennemførelse af målinger af ion koncentrationen i opløsninger anvendes en referenceeiektrode almindeligvis i forbindelse med en føieelektrode, såsom en glaselektrode, idet begge elektroder 10 er neddyppet i prøveopløsningen. Potentialforskellen mellem de to elektroder er en funktion af koncentrationen af en speciel ion i opløsningen. Et typisk eksempel er det almindelige pH-meter og elektrodepar anvendt til bestemmelse af hydrogenion koncentrationer i opløsninger.
15 En referenceelektrode omfatter almindeligvis et indre halv element, der befinder sig i et rør, der indeholder en saltopløsning, idet røret med saltopløsningen almindeligvis betegnes som en saltbro. Saltbroopløsningen er en stærk saltopløsning, såsom mættet kalium-chlorid eller kaliumnitrat. Der tilvejebringes elektrisk forbindelse 20 mellem saltopløsningen og prøven eller forsøgsopløsningen ved hjælp af en væskestrøm gennem en passende udformet åbning eller passage i røret, der almindeligvis betegnes som et væskeforbindelsesorgan eller gennemsivningsorgan. Undertiden betegnes hele enheden, der består af den indre halveiementkonstruktion, røret, saltopløsningen 25 og væskeforbindeisesorganet, som et halvelement; i den foreliggende beskrivelse vil hele enheden imidlertid blive betegnet som en referenceelektrode.
Der har været anvendt talrige midler til tilvejebringelse af væskeforbindelsesorganer i saltbrorør, herunder forbindelsesorganer 30 af agar gel, væger, asbestfibre, små kapillarrør, glasrør, der er forsynet med spalter, sintrerede glaspropper, der er indsmeltet i glasrør, ringformede passager, der er tilvejebragt mellem massive metalstænger og rørvægge, porøse keramikstænger, porøse sintrede formstofstænger og matglashylstre.
35 Væskeforbindelsens adfærd skal være stort set uafhængig af prøveopløsningens karakter og således give stort set reproducerbare potentialer. Selv om de ovennævnte organer stort set tilfredsstiller dette krav, har de et eller flere uheldige træk, herunder, at de er langsomme og kostbare at fremstille, at strømningshastigheden 150806 2 for saltopløsningen er stor, at strømhastighed og elektrisk modstand er forskellig for tilsvarende væskeforbindelsesorganer, og at de ikke er holdbare.
De ovennævnte væskeforbindelsesorganer har to hovedulem-5 per, når de anvendes til procesbrug, hvor elektroderne skal være anbragt i højtryksprocesstrømme, der indeholder viskose væsker. En af disse ulemper er, at der skal opretholdes overtryk for saltbroop-løsningen i referenceelektroden for at sikre, at der fremkommer en strøm af saltbroopløsning fra elektroden ind i prøven, således at der 10 opretholdes elektrisk kontakt under analysen af prøven. I modsat fald vil der vandre prøve dels ind i saltbroopløsningen, hvorved denne forurenes, og dels også ind i det indre halvelement, hvilket resulterer i, at der frembringes falske potentialer. En anden ulempe ved de nævnte væskeforbindelsesorganer er, at de bliver tilstoppet i 15 mange processtrømme som følge af disses indhold af viskose stoffer, såsom melasser, leropslemninger, gelatineblandinger o.s.v., hvorved der forhindres strømning af saltopløsning fra referenceelektroden ud i prøvemediet. Når dette sker, ophører den elektriske forbindelse mellem de to opløsninger, og referenceelektroden gøres uvirksom.
20 Der er derfor behov for organer til at tilvejebringe en væskeforbindelse, hvis permeabilitet overfor ioner i alt væsentligt er baseret på diffusion og ikke væskestrømning, og som således er mindre udsat for tilstopning eller spærring af viskose væsker eller passage af forurenende bestanddele gennem disse fra prøven ind i saltbroopløs-25 ningen, og som yderligere eliminerer behovet for tryktilførselsudstyr ved normal anvendelse af elektroden.
Der kendes kun en form for et væskeforbindelsesorgan, der opfylder disse krav, nemlig et naturligt hydrofilt, semipermeabelt membranmateriale, såsom cellofan-, celluloseacetat- og proteinmembra-30 ner, der lukker den åbne ende i et saltbrorør, og som anvendes ved analyse af biologiske væsker, såsom blod. Selv om disse membranvæ-skeforbindelsesorganer ikke tilstoppes af biologiske væsker, og ioner passerer gennem disse ved diffusion snarere end væskestrømning, er de ikke helt tilfredsstillende til procesanvendelser, da membranerne 35 kan blive deformeret ved varierende trykbetingelser i processtrømmen, hvorved potentialet ændres, og de kan blive sprængt. Der er således behov for et væskeforbindelsesorgan til en referenceelektrode, der har de fordele, der er forbundet med de ovennævnte hydrofile membranvæskeforbindelsesorganer, og som desuden er i høj grad 3 150806 holdbare, har en rimeligt lille elektrisk modstand, som ikke kræver overtryk, og som har en forholdsvis lang levetid af størrelsesordenen flere måneder uden nogen pasning af en operatør. Det ønskede væskeforbindelsesorgan skal kunne dampsteriliseres, have en kon-5 stant temperaturkoefficient og være ufølsom over for prøvemediets strømning.
Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et væskeforbindelsesorgan, hvis ionpermeabiiitet er baseret på diffusion, og som er holdbar og stabil samt har en lille elektrisk 10 modstand.
Dette opnås ifølge den foreliggende opfindelse med et væskeforbindelsesorgan, der er ejendommeligt ved, at det er fremstillet af en blanding af en polymerharpiks og et vandopløseligt salt på partikelform, idet blandingen på iøvrigt kendt måde formes og 15 sintres, hvorved materialet bliver væskeimpermeabelt.
Væskeforbindelsesorganet ifølge den foreliggende opfindelse tillader stort set passage af ioner ved diffusion. I stedet for at være udformet af en naturligt hydrofil, ionpermeabel membran, såsom cellofan, er organet udformet af et strukturelt holdbart, naturligt 20 hydrofobt polymermateriale, der behandles således, at det bliver hydrofilt og således tillader ionpassage. Væskeforbindelsesorganer ifølge opfindelsen er ikke genstand for tilstopning, kræver ikke noget ydre overtryk ved anvendelse i processtrømme og er ufølsomme overfor strømning. Desuden har væskeforbindelsesorganerne ifølge 25 opfindelsen de andre ønskede karakteristiske egenskaber, der er omtalt ovenfor i forbindelse med de kendte væskeforbindelsesorganer.
Opfindelsen vil blive beskrevet nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen.
Tegningen viser i noget forstørret målestok en foretrukket 30 udførelsesform for en referenceelektrode omfattende et væskeforbindelsesorgan ifølge den foreliggende opfindelse, set i længdesnit.
Som eksempel på gummimaterialer, der indeholder hydrofile grupper og som følgelig er hydratiserbare, kan anføres silicone, butadien og polyurethan, medens egnede hydratiserbare, hydrofobe 35 formstoffer, der med held har været anvendt til brug ifølge opfindelsen, er nylon og acrylonitril-butadien-styren. Det er klart, at andre polymerer, der indeholder hydrofile grupper, også kan anvendes.
De ovenfor anførte materialer kan udformes i et passende formet væskeforbindelsesorgan, såsom f.eks. i form af en skive, der 4 150806 fastgøres tætsluttende i enden af en referenceelektrodes saltbrorør.
Det foretrækkes imidlertid, at det ovenfor omtalte materiale og de materialer, der vil blive omtalt senere, anvendes i form af et stangformet materiale, der maskinforarbejdes til tilvejebringelse af hele det 5 elektrokemiske referenceelektrodelegeme. Der henvises til tegningen, hvor der er vist en således opbygget elektrode, der som helhed er betegnet med henvisningsbetegnelsen 10.
Elektroden omfatter et cylindrisk rør eller beholder 12, der ved den nederste ende er lukket som vist. Beholderens øverste ende 10 er lukket ved hjælp af et dæksel 14, der ved hjælp af et gevind gir i indgreb med beholderen. Et indre halvelement 16 er anbragt i en mængde passende stærk, ensoverførende saltbroopløsning 18, såsom mættet kaliumchlorid, i beholderen. Halvelementet 16 er ved hjælp af en leder 20 forbundet med et forbindelsesorgan 22 på den ydre over-15 flade på dækslet 14. Dette forbindelsesorgan er indrettet til at blive elektrisk forbundet med en passende højimpedansforstærker, såsom et pH-meter, sammen med en ionmåleelektrode på en måde, der er velkendt for fagmanden. Elektrodelegemet 10 består således helt af væskeforbindelsesmateriale, der er fremstillet som angivet i krav 1's 20 kendetegnende del. Som følge heraf opnås et meget stort overfladeareal, der tillader iondiffusion, således at tilstopning eller afspærring af væskeforbindelsesorganet er højst usandsynligt, specielt da ionforbindelsen mellem saltopløsningen 18 og prøven kun kræver iondiffusion snarere end væskestrømning. Elektroder af denne type kan let 25 fremstilles på maskine og billigt, idet de kun kræver et enkelt materiale og ingen særlig fagkundskab. Elektroden har yderligere den fordel, at den består af et polymermateriale, der ikke så let går i stykker som glas, der normalt anvendes som materiale til saltbrorøret i en referenceelektrode. Der er således ikke fare for, at elektroden 30 ødelægges i processtrømme. Denne fordel er af største vigtighed i den farmaceutiske industri eller fødevareindustrien såvel som ved medicinsk og biologisk anvendelse.
Elektroder, der er fremstillet af hydratiserede polymermaterialer som omtalt ovenfor, har uden nogen yderligere behandling 35 eller ændring alle de fordelagtige egenskaber, der er omtalt ovenfor, med undtagelse af, at den elektriske modstand af disse er noget større, end det undertiden er ønsket. For at formindske denne modstand kan den nederste del af røret 12 udformes forholdsvis plan som vist med den punkterede linie 24, således at der tilvejebringes 5 150806 en tynd væg, der vil have en iavere modstand. F.eks. kan en beholder 12, der har en vægtykkelse på omkring 3,2 mm, bearbejdes ί den nederste ende for at tilvejebringe en tynd, flad del med en tykkelse på 1,5 mm. Væskeforbindelsesorganets modstand formindskes 5 imidlertid fortrinsvis ved at fordele et passende partikelformet materiale, der er betegnet 26 i det polymere materiale. Dette kan ske ved at blande det partikelformede materiale med et egnet materiale, der danner en polymerharpiks, forud for formning og sintring af denne for at tilvejebringe det stangformede polymermateriale, der anvendes 10 til fremstilling af elektroden.
I en udførelsesform omfatter det partikelformede materiale 26 i alt væsentligt inaktive partikler. Ved udtrykket "i alt væsentligt inaktiv" forstås materialer, der ikke forurener saltbroopløsningen 18 eller prøven, og som ikke frembringer uægte potentialer, d.v.s.
15 falske, ikke-reproducerbare eller ustabile potentialer, når de bringes i kontakt med prøver, der har ionstyrker af de størrelser, der normalt er tale om. Således betragtes f.eks. giaspartikler som stort set inaktive, selv om glas i væskeforbindelsen, som det vil blive omtalt nærmere nedenfor, kan frembringe små fejlvisninger under 20 visse omstændigheder.
Der findes i handelen forskellige former for hydratiserbare, hydrofobe polymermateriaier, hvilke allerede indeholder i alt væsentligt inaktive partikler. Et sådant materiale er et nyionprodukt, der i nylonindustrien betegnes nylon 6/6, og som indeholder moiybdændi-25 sulfidpartikler. Et andet egnet materiale er en nylon, der sælges under handelsnavnet Zytel . Et yderligere materiale, der med held har været anvendt til dannelse af et væskeforbindelsesorgan, er acrylonitrilbutadienstyren, der indeholder 40 vægtprocent glasfibre, der er fordelt i formstoffet. Det er selvfølgelig klart, at andre 30 former for inaktive, partikelformede materialer kan indføres i væskeforbindelsesorganet ifølge den foreliggende opfindelse, f.eks. carbi-der af metaller og ikke-metaller, d.v.s. wolframcarbid, siliciumcar-bid, borcarbid, tungt smeltelige silicater og silicatsammensætninger, herunder glasfibre, glimmer, asbest, granat, porcelæn, zircon; 35 metaloxider, såsom titanoxid, zirconiumoxid, ædle metaller, såsom platin, palladium og iridium, såvel som amorfe eller krystallinske materialer, aluminater o.s.v.
Modstanden af væskeforbindelsesorganet ifølge opfindelsen kan også formindskes ved at tilsætte et passende salt, fortrinsvis i 6 150806 form af et pulver, til polymerharpiksudgangsmaterialet forud for formningen og sintringen af dette til et stangformet materiale. I dette tilfælde udgør saltet det partikelformede materiale 26. Saltet skal være elektrokemisk inaktivt i den forstand, at dets tilstedevæ-5 relse som sidan i formstoffet ikke forurener saltbroopløsningen eller det indre halvelement i referenceelektroden. Forholdsvis stærke salte foretrækkes, såsom kaliumchlorid, natriumchlorid og kaliumnitrat, selv om det er klart, at også andre salte vil kunne anvendes. Det er blevet konstateret, som det vil blive omtalt senere, at et salt, der er 10 indeholdt i det polymere væskeforbindelsesorgan ifølge den foreliggende opfindelse, både formindsker modstanden og har en tendens til at maskere virkningen af visse urenheder, der kan være indeholdt i harpiksen, der anvendes til fremstilling af det polymere organ. Selvfølgelig kan både saltet og de i alt væsentligt inaktive partikler 15 være indeholdt i polymermaterialet.
I den anden udførelsesform for opfindelsen er væskeforbindelsesorganet fremstillet ud fra ikke-hydratiserbare hydrofobe polymerer, hvori partikelformet materiale tjener til at gøre polymererne hydrofile. Eksempler på sådanne polymerer er polyfluoralkaner, 20 polyethylen og polyvinylchlorid, såvel som gummimaterialer, såsom siliconegummi eller fluorcarbongummi. Det er klart, at andre lignende materialer vil kunne anvendes. Sådanne materialer, der er hydrofobe og ikke-hydratiserbare, tillader ikke iondiffusion. Ved imidlertid at indføre partikelformet materiale i disse er det blevet konstateret, at 25 disse hydrofobe polymerer bliver hydrofile og således tillader iondiffusion uden væskestrømning. Kommercielt tilgængelige formstoffer af denne type, der indeholder i alt væsentligt inaktive partikler, og som med held har været anvendt til brug ifølge opfindelsen, er polytetrafluorethylen og formstoffer, der indeholder glasfibre. Disse 30 formstoffer indeholder omkring 15 vægtprocent glasfibre.
Disse kommercielt tilgængelige materialer kan anvendes som sådan i stangform og maskinbearbejdes til referenceelektroder med den form, der er vist på tegningen, eller udformes som skiver, der fastgøres tætsluttende i egnede ikke-ledende rør og således tilveje-35 bringer væskeforbindelsesorganer for disse. Som i tilfældet med de hydratiserbare polymermaterialer, der er anvendt i den første udførelsesform for opfindelsen, kan i denne udførelsesform elektrokemisk inaktive salte være indeholdt alene eller sammen med de inaktive partikler i en ikke-hydratiserbar hydrofob polymerharpiks på tids- 7 150806 punktet for fremstilling af den polymere med det resultat, at væskeforbindelsesorganet vil have en forholdsvis lille elektrisk modstand.
Det er endvidere blevet konstateret, at renheden af polymeren påvirker potentialet af en referenceelektrode fremstillet ud fra 5 denne. F.eks. er det blevet konstateret, at hvis glasfyldt teflon af almindelig kvalitet anvendes som en referenceelektrodes væskeforbindelsesorgan, udviser elektroden væsentlig afvigelse i standardpotentialet, og elektrodens potential er lidt afhængig af ion koncentrationen i prøvemediet. Udtrykket "teflon af almindelig kvalitet" betegner de 10 teflonarter, hvor harpiksen og glasfibrene er blevet ført gennem jern- eller stålsigter. Det antages, at ved disse materialers passage gennem sigterne optages der jern på harpikspartiklerne og glasfibrene. Dette viser sig ved den svagt lyserøde farve af den resulterende polymer, der er fremstillet af denne blanding. I modsætning hertil er 15 det blevet konstateret, at når en referenceelektrode har et væskeforbindelsesorgan, der er fremstillet af "chromsigtet", glasfyldt teflon, udviser elektroden ikke nogen væsentlig afvigelse med hensyn til standardpotentialet, og elektrodens potential er ikke følsomt overfor ion koncentrationen i prøven. Udtrykket "chromsigtet" beteg-20 ner inden for det foreliggende fagområde en fremgangsmåde, hvorved teflonharpikspartikler og glasfibre føres gennem en forchromet sigte med det resultat, at polymeren bliver hvid snarere end lyserød, hvilket viser fraværet af metalliske urenheder i denne.
Den praktiske beskaffenhed af den foreliggende opfindelse, 25 virkningen af urenheder i glasfyldt teflon og virkningen af tilsætning af et salt til et glasfyldt væskeforbindelsesorgan forstås bedst ved henvisning til nedenstående tabel:
Tabel 1 30
Lyserød teflon Hvid teflon
Puf- Lyserød Hvid indeholdende indeholdende fer Fiber teflon teflon salt (5%) salt (5%) 35 4,01 4,06 4,1 4,02 4,1 4,0 7.0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 9,18 9,1 8,95 9,05 8,95 9,11 10.0 9,8 9,73 9,86 9,9 9,94 8 150806
Den første kolonne i ovenstående tabel viser pH-værdien for fire standardopløsninger, der blev anvendt som prøveopløsninger, hvori fem forskellige referenceelektroder blev sammenlignet. Den anden kolonne angiver pH-aflæsninger, der er foretaget med en 5 standard referenceeiektrode, der indeholder et asbestfibervæskefor-bindelsesorgan. Den tredie kolonne giver pH-aflæsninger, der er foretaget med en referenceelektrode, der har et væskeforbindelsesorgan, der er fremstillet af glasfyldt teflon af en almindelig kvalitet, der indeholder metalurenheder som vist ved dets lyserøde farve.
10 Den fjerde kolonne angiver pH-aflæsninger, der er foreta get med en referenceelektrode, der har et forbindelsesorgan, der er fremstillet af chromsigtet, glasfyldt teflon, der ikke indeholder jernurenheder. Den femte kolonne angiver pH-målinger, der er foretaget med en referenceelektrode, der har et forbindelsesorgan, 15 der er fremstillet af glasfyldt teflon af almindelig kvalitet, hvori der er indeholdt 5 vægtprocent kaliumchlorid. Den sidste kolonne viser pH-aflæsninger, der er foretaget med en referenceelektrode, der har et væskeforbindelsesorgan, der er fremstillet af chromsigtet, glasfyldt teflon, hvori der er indeholdt 5 vægtprocent kaliumchlorid. I 20 hvert tilfælde blev pH-værdierne bestemt med referenceelektroden, der afprøves, og en almindelig gias-pH-elektrode, der begge var forbundet til et pH-meter.
Som det vil ses ved sammenligning af de forskellige pH-af-læsninger i tabellen kan elektroder, der indeholder væskeforbindel-25 sesorganer iføige opfindelsen, godt stå mål med den almindelige elektrode, der indeholder et asbestfiberforbindelsesorgan. pH-afiæs-ningerne i tabellen viser endvidere, at der almindeligvis er en mindre afvigelse fra den sande pH-værdi af pufferen, når der anvendes hvide teflonforbindelsesorganer i stedet for de lyserøde teflonforbin-30 delsesorganer med eller uden indhold af salt, og det lyserøde teflonforbindelsesorgan, der indeholder saltet, viser mindre afvigelse og større spændvidde i pH-aflæsningerne end det lyserøde teflonforbindelsesorgan, der ikke indeholder et salt. Resultaterne viser, at tilvejebringelsen af salt i det glasfyldte teflonvæskeforbindelsesorgan 35 både nedsætter modstanden og maskerer virkningen af jern, der er indeholdt i glasfyldt teflon af almindelig kvalitet. Det ses, at den største spændvidde for pH-aflæsninger og mindste afvigelse fra de sande pH-værdier tilvejebringes med det hvide teflonforbindelsesorgan, der indeholder et salt.
9 150806
Den mængde inaktive partikler og salt, der anvendes i et væskeforbindelsesorgan ifølge opfindelsen, har ikke vist sig at være kritisk. F.eks. har der med held været fremstillet teflonvæskeforbin-delsesorganer, der indeholder 15-25 vægtprocent glasfibre i forhold 5 til vægten af harpiksen uden nogen som helst erkendbar forskel i ionpotentialmilingerne med referenceelektroden, der omfatter disse organer. Der er også blevet anvendt 0,5-30 vægtprocent i forhold til teflon-glasblandingen af kaliumchloridsalt uden nogen påviselig forskel i organets elektrokemiske egenskaber. Når mængden af salt 10 imidlertid overstiger 30 vægtprocent, forringes teflonets holdbarhed og strukturelle stivhed. Det er klart, at den mængde inaktive partikler, der kan tilsættes polymeren, vil afhænge af beskaffenheden af selve polymeren og af de inaktive partikler og saltet.
Fremgangsmåden ti! fremstilling af væskeforbindelsesorga-15 ner af ikke-hydratiserbare, hydrofobe polymerer svarer til den, der er omtalt ovenfor i forbindelse med væskeforbindelsesorganer indeholdende en hydratiserbar polymer. De polymere harpikspartikler, fortrinsvis pulverformet teflon, føres fortrinsvis gennem en chrom-sigte. Der tilsættes en ønsket mængde salt og eventuelt inaktive 20 partikler. Disse materialer blandes derefter i et passende blandingsapparat og formes til stangformet materiale. Formningen kan gennemføres enten ved sammenpresning eller ekstrudering og efterfølges af sintring ved en passende høj temperatur på en måde, der er velkendt inden for det foreliggende fagområde. Temperaturen vil selvfølgelig 25 afhænge af den specielle harpiks, der anvendes. Efter at det stangformede materiale er blevet fremstillet, bearbejdes det fortrinsvis til et referenceelektrodelegeme, som vist på tegningen, således at hele legemet er udformet af et væskeforbindelsesmateriale. Det er blevet konstateret, at tykkelsen af væggen af saltbrorøret ikke i væsentlig 30 grad påvirker elektrodens elektrokemiske egenskaber. Det er blevet konstateret, at elektroder af denne type, der har en vægtykkelse på omkring 3,2 mm, har en modstand, der er så lav som 200 ohm.
Desuden kan alle elektroderne modstå tryk fra væskeprøven, der er så høje som 7,0 kg/cm uden externe organer til tilvejebringelse af 35 indre overtryk for saltbroopløsningen. Da hele elektrodelegemet er fremstillet af væskeforbindelsesmateriale, frembyder det ikke nogen tilstopningsproblemer i forbindelse med viscose prøver. Elektroderne påvirkes heller ikke i uheldig retning ved omrøring eller strømningshastigheder for de fleste prøver og udviser ikke nogen gennemsiv- 10 150806 ning af saltbroopløsninger i løbet af tidsrum på adskillige dage, hvilket viser, at ionforbindelsen tilvejebringes ved iondiffusion snarere end væskestrømning.
Referenceelektroder, der har væskeforbindelsesorganer, 5 der er fremstillet af de glasfyldte materialer, der er omtalt ovenfor med tilsat salt, er fuldt ud egnede til måling af pH-værdien i prøver, der har typiske ionstyrker. Imidlertid udviser de en vis ionføl-somhed ved måling af pH-værdien i væsker, der har en ionstyrke, der er mindre end ionstyrken for vand med stor renhed. Dette kan 10 være forårsaget af, at glasfibrene virker som kapillarrør og fungerer som hydrogenionfølere, som det er tilfældet i den kendte pB-glas-elektrode. Endvidere bevirker tilstedeværelsen af glasfibre en stigning i de såkaldte strømningspotentialer, der er afhængig af ionstyrken i disse prøvemedier. Disse ulemper kan gøres mindst mulige ved 15 at fremstille væskeforbindelsesorganet af glasfrie polymermaterialer, såsom teflon, med eller uden indhold af andre inaktive partikler end glas og med en passende mængde elektrokemisk, inaktivt salt. Det er blevet konstateret, at væskeforbindelsesorganer af denne type tilfredsstiller alle ovennævnte kriterier og har den yderligere fordel, 20 at pH-målingerne ikke påvirkes, selv ikke i prøver, der har meget lave ionstyrker og er forholdsvis ufølsomme over for strømningshastigheden i sådanne prøver. Endvidere frembringer denne type væskeforbindelsesorganer resultater i standard-pH-stødpudeopløs-ninger, der er mindst lige så gunstige som et hvilket som helst af de 25 andre organer, der er omtalt ovenfor. F.eks. gav en referenceelektrode, der har et væskeforbindelsesorgan, der er fremstillet af hvidt teflon, der er fri for glaspartikler, og som indeholder 20 vægtprocent kaliumchlorid, ved afprøvning med en almindelig pH-glaselektrode i de stødpudeopløsninger, der er anført i tabellen, 30 følgende aflæsninger: 4,01, 7,0, 9,18 og 9,9.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US81893569A | 1969-04-24 | 1969-04-24 | |
| US81893569 | 1969-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK150806B true DK150806B (da) | 1987-06-22 |
| DK150806C DK150806C (da) | 1988-01-04 |
Family
ID=25226804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK208470A DK150806C (da) | 1969-04-24 | 1970-04-23 | Vaeskeimpermeabelt vaeskeforbindelsesorgan til brug i en elektrokemisk referenceelektrode |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS5421758B1 (da) |
| CH (1) | CH531717A (da) |
| DE (1) | DE2019523C3 (da) |
| DK (1) | DK150806C (da) |
| GB (1) | GB1274349A (da) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI65333C (fi) * | 1982-02-18 | 1984-04-10 | Kone Oy | Foerfarande foer aostadkommande av vaetskekontakt med en laongsam vaetskestroemning |
| RU2154817C2 (ru) * | 1997-10-01 | 2000-08-20 | Ельяшевич Галина Казимировна | Электропроводящая композиционная полимерная мембрана |
| WO2012093727A1 (ja) * | 2011-01-07 | 2012-07-12 | 国立大学法人三重大学 | 比較電極 |
| WO2019049945A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 国立大学法人三重大学 | 比較電極 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2955099A (en) * | 1957-03-29 | 1960-10-04 | Du Pont | Viscosity stabilized melt extrudable perfluorocarbon polymers |
| US3298944A (en) * | 1962-08-22 | 1967-01-17 | Honeywell Inc | Electrochemical sensors |
| GB1051778A (da) * | 1964-11-19 |
-
1970
- 1970-04-03 GB GB1581470A patent/GB1274349A/en not_active Expired
- 1970-04-10 CH CH537970A patent/CH531717A/fr not_active IP Right Cessation
- 1970-04-22 DE DE19702019523 patent/DE2019523C3/de not_active Expired
- 1970-04-23 DK DK208470A patent/DK150806C/da not_active IP Right Cessation
- 1970-04-24 JP JP3485170A patent/JPS5421758B1/ja active Pending
-
1975
- 1975-01-30 JP JP1195475A patent/JPS52152289A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5421758B1 (da) | 1979-08-01 |
| DE2019523C3 (de) | 1979-07-26 |
| DK150806C (da) | 1988-01-04 |
| CH531717A (fr) | 1972-12-15 |
| DE2019523B2 (de) | 1978-11-23 |
| GB1274349A (en) | 1972-05-17 |
| DE2019523A1 (de) | 1971-03-04 |
| JPS52152289A (en) | 1977-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4002547A (en) | Electrochemical reference electrode | |
| US2414411A (en) | Detection of oxidizing or reducing substances by electrode depolarization | |
| Vonau et al. | An all-solid-state reference electrode | |
| US8961758B2 (en) | Ion-selective electrode | |
| CH654112A5 (de) | Bezugselektrode mit innerer diffusionssperre. | |
| Lorimer et al. | Properties of particular membranes. Transport processes in ion-selective membranes. Conductivities transport numbers and electromotive forces | |
| US3498899A (en) | Electrochemical electrode assembly | |
| KR100423750B1 (ko) | 중공사 멤브레인 여과에서 막오염의 진행을 모니터링하기 위한 국부적인 흐름전위 측정장치 및 방법 | |
| DE1266021B (de) | Elektrochemische Zelle zur Messung von Sauerstoffkonzentrationen in Fluessigkeiten | |
| JPH0365491B2 (da) | ||
| DK150806B (da) | Vaeskeimpermeabelt vaeskeforbindelsesorgan til brug i en elektrokemisk referenceelektrode | |
| US4460448A (en) | Calibration unit for gases | |
| DE69006016T2 (de) | Mikrokalorimeter. | |
| US2382735A (en) | Electrical cell apparatus | |
| US2585811A (en) | Electrochemical method of automatically determining available chlorine in an aqueous liquid | |
| KR100390768B1 (ko) | 중공사 멤브레인의 계면동전기 특성치를 정량적으로산출하기 위한 벌크 흐름전위의 측정장치와 측정방법 | |
| Mascini et al. | A new pH electrode for gas-sensing probes | |
| US2705220A (en) | Electro-chemical apparatus | |
| JPH0257960A (ja) | 酸素電極 | |
| DE3839798C2 (de) | Reaktionswärmeenzymkalorimeter | |
| US11768172B2 (en) | Inline pH sensor | |
| WO1996025662A1 (en) | Aqueous liquid analysis | |
| Mindt et al. | 2. Principle and characteristics of the ROCHE tissue pH electrode | |
| DE2141841B2 (de) | Ionendurchlässiges Diffusionsmembranmaterial | |
| EP0065402A2 (en) | Polarographic oxygen sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUP | Patent expired |