JPH08101110A - 電気化学又は化学反応の過程で電極の質量の変化を測定するための方法及び装置 - Google Patents
電気化学又は化学反応の過程で電極の質量の変化を測定するための方法及び装置Info
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- JPH08101110A JPH08101110A JP10464195A JP10464195A JPH08101110A JP H08101110 A JPH08101110 A JP H08101110A JP 10464195 A JP10464195 A JP 10464195A JP 10464195 A JP10464195 A JP 10464195A JP H08101110 A JPH08101110 A JP H08101110A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 溶液内に拡散しているイオンに電極が均一に
接触可能な状態で、電解液と接触する電極上の質量の変
化を高精度且つ再現可能に測定し得る、装置及び方法を
提供する。 【構成】 参照電極７と、接地された作用電極と、補助
電極と、ポテンシオスタット１７と、電解液をセル中に
循環させる手段１２と、電解液を作用電極上にその表面
に対して垂直に噴流の形で移送する手段と、電解液を除
去する手段とを含む、電気化学セル１を備えている。電
解液を作用電極上に噴射する手段は、作用電極の表面か
ら距離Ｈに位置決めされた直径ｄの出口端部を有するノ
ズル６から成り、作用電極の直径をＤとしてｄ、Ｄ、Ｈ
の関係は、ｄ≧１／２Ｄ及び０．５ｄ≦Ｈ≦３ｄとして
表される。装置は、更に、電解化学に適したクオーツマ
イクロバランスを備え、作用電極は、クオーツマイクロ
バランスの水晶を励起する電極の一つから成る。
接触可能な状態で、電解液と接触する電極上の質量の変
化を高精度且つ再現可能に測定し得る、装置及び方法を
提供する。 【構成】 参照電極７と、接地された作用電極と、補助
電極と、ポテンシオスタット１７と、電解液をセル中に
循環させる手段１２と、電解液を作用電極上にその表面
に対して垂直に噴流の形で移送する手段と、電解液を除
去する手段とを含む、電気化学セル１を備えている。電
解液を作用電極上に噴射する手段は、作用電極の表面か
ら距離Ｈに位置決めされた直径ｄの出口端部を有するノ
ズル６から成り、作用電極の直径をＤとしてｄ、Ｄ、Ｈ
の関係は、ｄ≧１／２Ｄ及び０．５ｄ≦Ｈ≦３ｄとして
表される。装置は、更に、電解化学に適したクオーツマ
イクロバランスを備え、作用電極は、クオーツマイクロ
バランスの水晶を励起する電極の一つから成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学又は化学反応
の過程で、電極の質量変化を測定するための方法及び装
置に関する。
の過程で、電極の質量変化を測定するための方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微量分析用の液内噴流式電気化学セルの
利点はよく知られている。かかる液内噴流式セルは、特
に、電気化学学会誌、第１２５巻、第９号、１４６１−
１４７０頁、（１９７８年）でチン他により、及び電解
分析化学、第３４０巻、３２５−３３１頁（１９９２
年）でＶ．ブート他により説明されている。
利点はよく知られている。かかる液内噴流式セルは、特
に、電気化学学会誌、第１２５巻、第９号、１４６１−
１４７０頁、（１９７８年）でチン他により、及び電解
分析化学、第３４０巻、３２５−３３１頁（１９９２
年）でＶ．ブート他により説明されている。
【０００３】液相内でセンサとして水晶を使用すること
は、電気化学学会誌第１３８巻、第９号、１９９１年９
月、２６５７−２６６０頁でガブリエル他から公知であ
る。電気化学工程において、水晶の共振周波数の値の変
化は電極質量の変化に起因する。従って、水晶は、例え
ば、電極の質量変化を制御するために、基板上への析出
層の形成又は層の溶解過程における質量変化の測定に採
用することができる（例えばＨＮＯ3 浴からの銀の析
出）。
は、電気化学学会誌第１３８巻、第９号、１９９１年９
月、２６５７−２６６０頁でガブリエル他から公知であ
る。電気化学工程において、水晶の共振周波数の値の変
化は電極質量の変化に起因する。従って、水晶は、例え
ば、電極の質量変化を制御するために、基板上への析出
層の形成又は層の溶解過程における質量変化の測定に採
用することができる（例えばＨＮＯ3 浴からの銀の析
出）。
【０００４】しかしながら、かかる技術は移動中のイオ
ンに対して電極が均一に接触できないという欠点を有す
る。この欠点を解消するために種々の試みがなされてお
り、種々の改良はクオーツマイクロバランスと電解液と
の間に相対運動を構築することによって導入される。
ンに対して電極が均一に接触できないという欠点を有す
る。この欠点を解消するために種々の試みがなされてお
り、種々の改良はクオーツマイクロバランスと電解液と
の間に相対運動を構築することによって導入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この結果、グルゼゴー
ゼスキ他の電解分析化学、第２２８巻（１９８７年）４
５５−４７０頁は、水晶をステンレス鋼シリンダから成
る回転電極に固定してこのシリンダ内にクオーツバラン
スの発振器を挿入する装置を説明している。しかしなが
ら、これは複雑な装置であり、その本質的な欠点は、回
転接点を用いて種々の電気的接続を行うことの技術的困
難性にある。
ゼスキ他の電解分析化学、第２２８巻（１９８７年）４
５５−４７０頁は、水晶をステンレス鋼シリンダから成
る回転電極に固定してこのシリンダ内にクオーツバラン
スの発振器を挿入する装置を説明している。しかしなが
ら、これは複雑な装置であり、その本質的な欠点は、回
転接点を用いて種々の電気的接続を行うことの技術的困
難性にある。
【０００６】Ｓ．ヘッサミ他は、１９９２年トロント市
での電気化学学会の要約第３６５号で、水晶を支持する
作用電極上に多孔フリットを介して電解液の噴流を噴射
し、電極部分の電解液を更新する電気化学セルを含む装
置を提案している。この装置は、特に、硫酸塩溶液から
薄い銅又はニッケル層を析出させ或いはそれを溶解する
場合に使用されるが、多くの欠点を有している。先ず、
多孔性のフリットは、局部的に微細乱流を生成し、真正
な層流状態の確立を妨げる。加えて、電気化学回路の補
助電極と参照電極は多孔性フリットの上流側に配設され
ているが、これは二つの問題を生じる。一つは、電流は
多孔性フリットの多孔質を通過しなければならないが、
これは、電気化学電位の制御を混乱させる高抵抗降下に
帰結する。もう一つは、補助電極に形成され易い化学種
は、噴流により作用電極の方に伴出され、そこで電気化
学反応に晒され干渉される。更に、多孔性フリットはそ
れぞれ同一ではないので、装置間で結果の再現性はな
い。
での電気化学学会の要約第３６５号で、水晶を支持する
作用電極上に多孔フリットを介して電解液の噴流を噴射
し、電極部分の電解液を更新する電気化学セルを含む装
置を提案している。この装置は、特に、硫酸塩溶液から
薄い銅又はニッケル層を析出させ或いはそれを溶解する
場合に使用されるが、多くの欠点を有している。先ず、
多孔性のフリットは、局部的に微細乱流を生成し、真正
な層流状態の確立を妨げる。加えて、電気化学回路の補
助電極と参照電極は多孔性フリットの上流側に配設され
ているが、これは二つの問題を生じる。一つは、電流は
多孔性フリットの多孔質を通過しなければならないが、
これは、電気化学電位の制御を混乱させる高抵抗降下に
帰結する。もう一つは、補助電極に形成され易い化学種
は、噴流により作用電極の方に伴出され、そこで電気化
学反応に晒され干渉される。更に、多孔性フリットはそ
れぞれ同一ではないので、装置間で結果の再現性はな
い。
【０００７】Ｃ．ハイルドブランド他は、ニューオーリ
ンズ市の電気化学学会（１９９３年）の要約第２１９号
で、水晶を支持する板は移動しないが、水晶の上方の電
解液は水晶ディスクに平行な回転板を用いて移動するよ
うに構成された装置を開示している。しかしながら、こ
の装置では、作用電極は質量輸送に均一に接触すること
ができず、質量測定に影響する。
ンズ市の電気化学学会（１９９３年）の要約第２１９号
で、水晶を支持する板は移動しないが、水晶の上方の電
解液は水晶ディスクに平行な回転板を用いて移動するよ
うに構成された装置を開示している。しかしながら、こ
の装置では、作用電極は質量輸送に均一に接触すること
ができず、質量測定に影響する。
【０００８】本発明は、従来技術の装置の欠点を解消す
ること、並びに、溶液内に拡散しているイオンに電極が
均一に接触可能な状態で、電解液と接触する電極上の質
量の変化を高精度且つ再現可能に測定し得る、装置及び
方法を提供することを目的とする。
ること、並びに、溶液内に拡散しているイオンに電極が
均一に接触可能な状態で、電解液と接触する電極上の質
量の変化を高精度且つ再現可能に測定し得る、装置及び
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、電気化
学又は化学反応の過程で、電極上の質量の変化を測定す
るための装置であって、参照電極と、接地された作用電
極と、補助電極と、ポテンシオスタットと、電解液をセ
ル中に循環させる手段と、電解液を前記作用電極上にそ
の表面に対して垂直に噴流の形で噴射する手段と、電解
液を除去する手段とを含む電気化学セルを備え、前記電
解液を作用電極上に噴射する手段が、作用電極の表面か
ら距離Ｈに位置決めされた直径ｄの出口端部を有するノ
ズルから成り、作用電極の直径をＤとしてｄ、Ｄ、Ｈの
関係がｄ≧１／２Ｄ及び０．５ｄ≦Ｈ≦３ｄであり、前
記装置が更に電解化学に適したクオーツマイクロバラン
スを備え、前記作用電極がクオーツマイクロバランスの
水晶を励起する電極の一つから成る、装置である。
学又は化学反応の過程で、電極上の質量の変化を測定す
るための装置であって、参照電極と、接地された作用電
極と、補助電極と、ポテンシオスタットと、電解液をセ
ル中に循環させる手段と、電解液を前記作用電極上にそ
の表面に対して垂直に噴流の形で噴射する手段と、電解
液を除去する手段とを含む電気化学セルを備え、前記電
解液を作用電極上に噴射する手段が、作用電極の表面か
ら距離Ｈに位置決めされた直径ｄの出口端部を有するノ
ズルから成り、作用電極の直径をＤとしてｄ、Ｄ、Ｈの
関係がｄ≧１／２Ｄ及び０．５ｄ≦Ｈ≦３ｄであり、前
記装置が更に電解化学に適したクオーツマイクロバラン
スを備え、前記作用電極がクオーツマイクロバランスの
水晶を励起する電極の一つから成る、装置である。
【００１０】ｄ、Ｄ、Ｈに対する上述した条件を遵守す
ることにより、ノズルの出口とマイクロバランスの水晶
の上側表面との間に、噴流の不活性領域を形成すること
が可能となり、該領域内では、水晶により支持される作
用電極は、質量輸送に対して均一に接触することができ
る。
ることにより、ノズルの出口とマイクロバランスの水晶
の上側表面との間に、噴流の不活性領域を形成すること
が可能となり、該領域内では、水晶により支持される作
用電極は、質量輸送に対して均一に接触することができ
る。
【００１１】電気化学セル内で電解液を循環させるため
の手段としては、好ましくは、作用電極上に達する噴流
を正確に制御し得るものが選定される。例えば、かかる
手段は容積式歯車ポンプでもよい。このポンプは電子サ
ーボシステムにより制御される直流モータに磁気的に接
続される。歯車ポンプの流量はその回転速度に比例する
ので、本装置は流量計又は流量弁を必要としない。容積
式歯車ポンプの使用により、噴流の流量を１％程度の精
度で所与の値に調整すること、該流量を長期間に亘り一
定の値に維持すること、並びに、周期的な脈動又は不規
則な変動を除去すること、が可能となる。
の手段としては、好ましくは、作用電極上に達する噴流
を正確に制御し得るものが選定される。例えば、かかる
手段は容積式歯車ポンプでもよい。このポンプは電子サ
ーボシステムにより制御される直流モータに磁気的に接
続される。歯車ポンプの流量はその回転速度に比例する
ので、本装置は流量計又は流量弁を必要としない。容積
式歯車ポンプの使用により、噴流の流量を１％程度の精
度で所与の値に調整すること、該流量を長期間に亘り一
定の値に維持すること、並びに、周期的な脈動又は不規
則な変動を除去すること、が可能となる。
【００１２】ノズルの長さは、安定した流体力学的状況
を確保するために、好ましくは、その直径の少なくとも
１０倍であり、特に、その直径の少なくとも２０倍が好
適である。従来の態様では、クオーツマイクロバランス
は、その両面に励起電極を有する水晶ディスクと、水晶
の振動を装置の周波数に維持する電子振動回路と、電気
信号を形成可能な電子制御ユニットと、周波数計と、か
ら成る。本発明の装置では、更に、振動回路は、作用電
極が接地されるように構成されると共に、電極上に厚さ
数十ミクロンまでの析出層が形成された場合でも液体媒
体内で水晶の振動を維持することができる、ように構成
されている。
を確保するために、好ましくは、その直径の少なくとも
１０倍であり、特に、その直径の少なくとも２０倍が好
適である。従来の態様では、クオーツマイクロバランス
は、その両面に励起電極を有する水晶ディスクと、水晶
の振動を装置の周波数に維持する電子振動回路と、電気
信号を形成可能な電子制御ユニットと、周波数計と、か
ら成る。本発明の装置では、更に、振動回路は、作用電
極が接地されるように構成されると共に、電極上に厚さ
数十ミクロンまでの析出層が形成された場合でも液体媒
体内で水晶の振動を維持することができる、ように構成
されている。
【００１３】本発明の装置の一実施例において、作用電
極は、水晶を励起させる電極の一つであり、例えば、金
ディスク等の金属ディスクから成る。本発明の装置の別
の実施例において、電解液と接触するミクロバランスの
水晶の表面は、リング／ディスク型電極を支持してい
る。かかる電極はリングで囲まれたディスク形の中央電
極から成る。この中央電極は水晶用の励起電極として
も、電気化学セル用の作用電極としても機能する。リン
グの外径はリングと中央電極の両方が噴流の不活性領域
内に位置するように決定される。リングは付加した接点
を介して第二のポテンシオスタットに接続され、そして
作用電極の表面に形成されて電解液流により排出される
種を電気化学的に検出し得るような電圧で分極される。
極は、水晶を励起させる電極の一つであり、例えば、金
ディスク等の金属ディスクから成る。本発明の装置の別
の実施例において、電解液と接触するミクロバランスの
水晶の表面は、リング／ディスク型電極を支持してい
る。かかる電極はリングで囲まれたディスク形の中央電
極から成る。この中央電極は水晶用の励起電極として
も、電気化学セル用の作用電極としても機能する。リン
グの外径はリングと中央電極の両方が噴流の不活性領域
内に位置するように決定される。リングは付加した接点
を介して第二のポテンシオスタットに接続され、そして
作用電極の表面に形成されて電解液流により排出される
種を電気化学的に検出し得るような電圧で分極される。
【００１４】噴流が完全に制御されるため、リング／デ
ィスク型電極の使用が可能となっている。かかる結合に
より、同一装置を用いて重量測定並びに分析測定を行う
ことができる。
ィスク型電極の使用が可能となっている。かかる結合に
より、同一装置を用いて重量測定並びに分析測定を行う
ことができる。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明を詳細に
説明する。図１は本発明の装置の一部を形成する電気化
学セルを示した図、図２は図１の電気化学セルの作用電
極部分の拡大図、図３は本発明に係る装置の概略全体図
である。
説明する。図１は本発明の装置の一部を形成する電気化
学セルを示した図、図２は図１の電気化学セルの作用電
極部分の拡大図、図３は本発明に係る装置の概略全体図
である。
【００１６】図示したように本発明の装置は、電気化学
セル１を備えている。セル１は円筒形の垂直壁２と、底
部板３と、蓋４とを有する。蓋４は電解液を導入するた
めのノズル６用の開口部と、参照電極７用の挿入開口部
と、電解液排出開口部８とを有する。電解液を導入する
ためのノズル６は、好ましくは、セルの軸線と同軸でセ
ルの底部板に垂直な直径７ｍｍのガラス管から成る。蓋
４又は壁２には好ましくはプラチナで作られた金属メッ
シュから成る補助電極５が固定され、底部板３にはＡＴ
カットの水晶９が固定されている。水晶９はその両面に
直径５ｍｍの金ディスクから成る２つの励起電極１０、
１０′を備えている。電解液と接触する励起電極１０は
また作用電極も構成する。水晶９は直径１６ｍｍのディ
スクであり、６ＭＨｚの共振周波数を有すると共に珪素
樹脂接着剤１８によりエポキシガラス板１９に固定され
ている。エポキシガラス板１９は銀接着剤で作られた接
点を介して電気接続を行っている。水晶９及びその励起
電極（従って作用電極１０）はセルの軸線上に中心決め
されており、ノズル６から噴射される噴流に対して垂直
方向に整列している。直径ｄ＝７ｍｍのノズル６の出口
と作用電極１０との間の距離Ｈは好ましくは１４ｍｍで
ある。作用電極はセルの不活性領域内に完全に位置して
いる。
セル１を備えている。セル１は円筒形の垂直壁２と、底
部板３と、蓋４とを有する。蓋４は電解液を導入するた
めのノズル６用の開口部と、参照電極７用の挿入開口部
と、電解液排出開口部８とを有する。電解液を導入する
ためのノズル６は、好ましくは、セルの軸線と同軸でセ
ルの底部板に垂直な直径７ｍｍのガラス管から成る。蓋
４又は壁２には好ましくはプラチナで作られた金属メッ
シュから成る補助電極５が固定され、底部板３にはＡＴ
カットの水晶９が固定されている。水晶９はその両面に
直径５ｍｍの金ディスクから成る２つの励起電極１０、
１０′を備えている。電解液と接触する励起電極１０は
また作用電極も構成する。水晶９は直径１６ｍｍのディ
スクであり、６ＭＨｚの共振周波数を有すると共に珪素
樹脂接着剤１８によりエポキシガラス板１９に固定され
ている。エポキシガラス板１９は銀接着剤で作られた接
点を介して電気接続を行っている。水晶９及びその励起
電極（従って作用電極１０）はセルの軸線上に中心決め
されており、ノズル６から噴射される噴流に対して垂直
方向に整列している。直径ｄ＝７ｍｍのノズル６の出口
と作用電極１０との間の距離Ｈは好ましくは１４ｍｍで
ある。作用電極はセルの不活性領域内に完全に位置して
いる。
【００１７】図３に示すように、電解液をセルに導入す
るためのノズル６は上流側で貯蔵容器１１に接続されて
いる。電解液は直流モータ１４により作動される歯車ポ
ンプ１２を介して貯蔵容器１１から供給される。直流モ
ータ１４の回転は速度発電機１３を介して電子的に制御
されるが、その全体はモータ制御ユニット２２により制
御される。
るためのノズル６は上流側で貯蔵容器１１に接続されて
いる。電解液は直流モータ１４により作動される歯車ポ
ンプ１２を介して貯蔵容器１１から供給される。直流モ
ータ１４の回転は速度発電機１３を介して電子的に制御
されるが、その全体はモータ制御ユニット２２により制
御される。
【００１８】水晶は電子発振回路２０に接続されてお
り、この発振回路は作用電極１０が厚さ数ミクロンの金
属層を支持する場合でも、水晶の振動を維持するように
設計されている。発振回路２０は発振回路２０の周波数
を測定可能できる周波数計１６にマイクロバランス制御
ユニット１５を介して接続されている。周波数計１６と
しては、６ＭＨｚで０．１Ｈｚの精度を持つシュランバ
ーガ（登録商標）２７２１カウンタを用いることができ
る。作用電極１０は接地され、硫酸水銀の参照電極７に
対してその電圧を制御可能なポテンシオスタット１７に
接続されている。電気化学セルを通過する電量は積分器
２１を用いて測定される。装置の全体は積分器２１及び
周波数計１６が接続された図示しないマイクロコンピュ
ータにより制御されることができる。このマイクロコン
ピュータは電気化学的動作パラメータを維持すると共
に、ディジタルデータを記録する。本発明は移動液体の
質量の変化を本来の位置で測定することを可能とするも
のであるが、この変化は電気化学又は化学工程に起因
し、析出又は溶解のいずれかに帰着する。
り、この発振回路は作用電極１０が厚さ数ミクロンの金
属層を支持する場合でも、水晶の振動を維持するように
設計されている。発振回路２０は発振回路２０の周波数
を測定可能できる周波数計１６にマイクロバランス制御
ユニット１５を介して接続されている。周波数計１６と
しては、６ＭＨｚで０．１Ｈｚの精度を持つシュランバ
ーガ（登録商標）２７２１カウンタを用いることができ
る。作用電極１０は接地され、硫酸水銀の参照電極７に
対してその電圧を制御可能なポテンシオスタット１７に
接続されている。電気化学セルを通過する電量は積分器
２１を用いて測定される。装置の全体は積分器２１及び
周波数計１６が接続された図示しないマイクロコンピュ
ータにより制御されることができる。このマイクロコン
ピュータは電気化学的動作パラメータを維持すると共
に、ディジタルデータを記録する。本発明は移動液体の
質量の変化を本来の位置で測定することを可能とするも
のであるが、この変化は電気化学又は化学工程に起因
し、析出又は溶解のいずれかに帰着する。
【００１９】本装置は０．５秒以下の応答時間を有し、
急速に変化する現象に起因する質量の変化に実時間で追
従することができる。例えば、本発明の工程及び装置は
以下のものを特定の流体力学的条件の下本来の位置で決
定することができる。 −電気化学又は化学的経路により作用電極上に形成され
た層に起因する質量の変化。この層は金属、合金又は半
導体、化合物（塩、酸化物）又は重合体から成る。 −電極材料の、或いは作用電極上に予め析出された層
の、電気化学又は化学的経路による腐食又は溶解に起因
する質量の変化。 −溶質分子酸素の電気化学的減少に起因した炭酸カルシ
ウムの化学沈澱の速度の本来の位置での測定による、自
然又は産業用水のスケーリングパワー。溶質酸素分子の
界面濃度は噴流の流量により調整される。
急速に変化する現象に起因する質量の変化に実時間で追
従することができる。例えば、本発明の工程及び装置は
以下のものを特定の流体力学的条件の下本来の位置で決
定することができる。 −電気化学又は化学的経路により作用電極上に形成され
た層に起因する質量の変化。この層は金属、合金又は半
導体、化合物（塩、酸化物）又は重合体から成る。 −電極材料の、或いは作用電極上に予め析出された層
の、電気化学又は化学的経路による腐食又は溶解に起因
する質量の変化。 −溶質分子酸素の電気化学的減少に起因した炭酸カルシ
ウムの化学沈澱の速度の本来の位置での測定による、自
然又は産業用水のスケーリングパワー。溶質酸素分子の
界面濃度は噴流の流量により調整される。
【００２０】本発明の装置は、例えば、ワット溶液の電
気分解による作用電極上のニッケル析出層の形成のファ
ラデ効果を決定するために、及び、ファラデ効果に対す
る液体流の影響を評価するために、採用することができ
る。水晶から成るクオーツマイクロバランスは、酸性の
硫酸銅溶液から銅が陰極析出する間に、ファラデの法則
から導出されるように、質量の変化Δｍの関数として周
波数の変化Δｆを測定することにより、予め較成され
る。
気分解による作用電極上のニッケル析出層の形成のファ
ラデ効果を決定するために、及び、ファラデ効果に対す
る液体流の影響を評価するために、採用することができ
る。水晶から成るクオーツマイクロバランスは、酸性の
硫酸銅溶液から銅が陰極析出する間に、ファラデの法則
から導出されるように、質量の変化Δｍの関数として周
波数の変化Δｆを測定することにより、予め較成され
る。
【００２１】水晶に固定された作用電極上にニッケルを
析出させるために、電解液として、ＮｉＳＯ4 ・７Ｈ2
Ｏ（３００ｇ／ｌ）、ＮｉＣｌ2 （３５ｇ／ｌ），Ｈ2
ＢＯ3 （４０ｇ／ｌ）から成り２乃至４．５の範囲のｐ
Ｈを有する、ワット溶液が採用される。電気分解による
析出（電析）は、定電圧の条件下で周囲温度で行われ
た。
析出させるために、電解液として、ＮｉＳＯ4 ・７Ｈ2
Ｏ（３００ｇ／ｌ）、ＮｉＣｌ2 （３５ｇ／ｌ），Ｈ2
ＢＯ3 （４０ｇ／ｌ）から成り２乃至４．５の範囲のｐ
Ｈを有する、ワット溶液が採用される。電気分解による
析出（電析）は、定電圧の条件下で周囲温度で行われ
た。
【００２２】様々な電解液流量とｐＨを用いて、多くの
試験が行われた。得られた結果から、３．５以下のｐＨ
では、電解液流量の増加はＨ+ イオンの減少の影響でフ
ァラデ効果の減少を招き、３．５以上のｐＨでは、陰極
に形成される水素は水の減少に起因し、ファラデ効果は
電解液流量とは独立である、ことが分かる。
試験が行われた。得られた結果から、３．５以下のｐＨ
では、電解液流量の増加はＨ+ イオンの減少の影響でフ
ァラデ効果の減少を招き、３．５以上のｐＨでは、陰極
に形成される水素は水の減少に起因し、ファラデ効果は
電解液流量とは独立である、ことが分かる。
【００２３】本発明の装置を用いて簡単且つ迅速に得ら
れるこれらの結果は、各実験後、回転電極に析出したニ
ッケルを溶解させて溶液の分光分析によりその量を測定
することを含む、本来の位置外で質量を測定するための
極めて複雑な技術〔回転ディスク電極上へのニッケル及
び水素の同時電着、Ｒ．Ｋ．ドルシュ著、電解分析化
学、第２１号（１９６９年）４９５−５０８頁〕により
得られた結果と同一のものである。
れるこれらの結果は、各実験後、回転電極に析出したニ
ッケルを溶解させて溶液の分光分析によりその量を測定
することを含む、本来の位置外で質量を測定するための
極めて複雑な技術〔回転ディスク電極上へのニッケル及
び水素の同時電着、Ｒ．Ｋ．ドルシュ著、電解分析化
学、第２１号（１９６９年）４９５−５０８頁〕により
得られた結果と同一のものである。
【００２４】
【発明の効果】ノズルの出口とマイクロバランスの水晶
の上側表面との間に、噴流の不活性領域を形成すること
が可能となり、該領域内では、水晶により支持される作
用電極は、質量輸送に対して均一に接触することができ
る。
の上側表面との間に、噴流の不活性領域を形成すること
が可能となり、該領域内では、水晶により支持される作
用電極は、質量輸送に対して均一に接触することができ
る。
【図１】本発明の装置の一部を形成する電気化学セルを
示した図。
示した図。
【図２】図１の電気化学セルの作用電極部分の拡大図。
【図３】本発明に係る装置の概略全体図。
１ 電気化学セル ５ 補助電極 ６ ノズル ７ 参照電極 ９ 水晶 １０，１０’ 作用電極 １２ ポンプ １４ 直流モーター １５ マイクロバランス制御ユニット １６ 周波数計 １７ ポテンシオスタット １８ 珪素樹脂接着剤 １９ エポキシガラス板 ２０ 電子発振回路 ２１ 積分器
フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ピエール・トケ フランス国 モントルージュ、プラス・ジ ュール・フェーリ 36 (72)発明者 フーベル・ペロ フランス国 ジフ−シュール−イヴェ、レ ジデンス・デ・キュインコンス ２ (72)発明者 クロード・ガブリエリ フランス国 ナンテール、リュ・ジュー ル・ゴーティエール ５ (72)発明者 ヴェロニーク・ブエ フランス国 セルジ−サン−クリストフ、 リュ・ドゥ・ラ・ヴェーリー ６
Claims (10)
- 【請求項１】 電気化学又は化学反応の過程で、電極上
の質量の変化を測定するための装置であって、 参照電極と、接地された作用電極と、補助電極と、ポテ
ンシオスタットと、電解液をセル中に循環させる手段
と、電解液を前記作用電極上にその表面に対して垂直に
噴流の形で噴射する手段と、電解液を除去する手段とを
含む、電気化学セルを備え、 − 前記電解液を作用電極上に噴射する手段が、作用電
極の表面から距離Ｈに位置決めされた直径ｄの出口端部
を有するノズルから成り、作用電極の直径をＤとして
ｄ、Ｄ、Ｈの関係がｄ≧１／２Ｄ及び０．５ｄ≦Ｈ≦３
ｄであり、− 前記装置が、電解化学に適したクオーツ
マイクロバランスを備え、 − 前記作用電極が、クオーツマイクロバランスの水晶
を励起する電極の一つから成る、 ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記電解液をセル中に循環させる手段
が、歯車ポンプから成る、 ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記クオーツマイクロバランスが、その
両面に励起電極を有する水晶ディスクと、水晶の振動を
装置の周波数に維持する電子振動回路と、電気信号を形
成可能な電子制御ユニットと、周波数計と、から成り、 前記振動回路は、作用電極が接地され、電極上への析出
がある場合に液体媒体内で水晶の振動を維持することが
できる、ように構成されている、 ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 作動電極を構成して前記水晶を励起する
電極が、水晶上に配設された金ディスクである、 ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 電解液と接触して前記水晶を励起する電
極が、リングで囲まれたディスク形の中央電極から成
る、リング／ディスク型電極である、 ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 電気化学セル内での電気化学又は化学反
応の過程で、電極上の質量の変化を測定するための方法
であって、 − 電解液を、直径Ｄの作用電極上に且つその表面に対
して垂直に、出口端部が直径ｄを有して作用電極の表面
から距離Ｈに位置決めされｄ、Ｄ、Ｈの関係がｄ≧１／
２Ｄ及び０．５ｄ≦Ｈ≦３ｄであるノズルを介して、噴
流の形で噴射することにより、作用電極の表面上方に不
活性の領域を形成して均一な質量輸送を保証し、 前記作用電極に接続された電子クオーツマイクロバラン
スを介して、質量の変化を測定する、 工程を備えた、ことを特徴とする方法。 - 【請求項７】 歯車ポンプにより、電解液を循環させ
る、 ことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 リング／ディスク型の作用電極を用い
て、定量測定を行う、 ことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項９】 電気化学又は化学的経路により作用電極
上に形成された層に起因する、質量の変化の決定に利用
され、 この層が金属、合金又は半導体、化合物（塩、酸化物
等）、重合体であり、更に、 電極材料の又は作用電極上に予め析出した層の、電気化
学又は化学的経路による腐食又は溶解に起因する、質量
の変化の決定に利用される、 ことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項１０】 噴流の流量により界面濃度が調整され
る溶質分子酸素の電気化学的減少に起因した、炭酸カル
シウムの化学沈澱の速度の本来の位置での測定による、
自然又は産業用水のスケーリングパワーの決定に利用さ
れる、 ことを特徴とする請求項６記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR94-04005 | 1994-04-06 | ||
| FR9404005A FR2718530A1 (fr) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | Procédé et dispositif pour la mesure de la variation de la masse d'une électrode au cours d'une réaction électrochimique ou chimique . |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101110A true JPH08101110A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=9461766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10464195A Pending JPH08101110A (ja) | 1994-04-06 | 1995-04-06 | 電気化学又は化学反応の過程で電極の質量の変化を測定するための方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0676637A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08101110A (ja) |
| FR (1) | FR2718530A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277368A (ja) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Ulvac Japan Ltd | 測定装置及び分析装置 |
| JP2003526780A (ja) * | 2000-03-07 | 2003-09-09 | ナルコ ケミカル カンパニー | シュウ酸カルシウムのスケーリングを測定する方法および装置 |
| JP2006337314A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Ngk Insulators Ltd | 物質検出装置 |
| JP2019535018A (ja) * | 2016-10-12 | 2019-12-05 | レイセオン カンパニー | 圧電性水晶マイクロバランス純度モニタ |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2743634B1 (fr) * | 1996-01-17 | 1998-03-06 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif de controle en continu du pouvoir entartrant d'une eau |
| US6145308A (en) * | 1998-12-22 | 2000-11-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Air turbine with power controller having operation independent of temperature |
| US6250140B1 (en) | 1999-06-22 | 2001-06-26 | Nalco Chemical Company | Method for measuring the rate of a fouling reaction induced by heat transfer using a piezoelectric microbalance |
| US6942782B2 (en) * | 2000-03-07 | 2005-09-13 | Nalco Company | Method and apparatus for measuring deposit forming capacity of fluids using an electrochemically controlled pH change in the fluid proximate to a piezoelectric microbalance |
| FR2818380B1 (fr) * | 2000-12-20 | 2003-04-04 | Total Raffinage Distribution | Procede de mesure du pouvoir entartrant d'un liquide et microbalance a quartz pour la mise en oeuvre de ce procede |
| GB0327863D0 (en) * | 2003-12-02 | 2004-01-07 | Univ Heriot Watt | Electrochemical sensor |
| CN116789287A (zh) * | 2022-02-24 | 2023-09-22 | 陈成 | 一种高浓度有机化工废水电催化反应器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO873013L (no) * | 1987-04-13 | 1988-10-14 | Electrolyt Zinc Australasia | Fremgangsmaate og apparatur for bestemmelse av elektrokjemisk aktive komponenter. |
| DE69221758T2 (de) * | 1991-03-22 | 1998-01-02 | Seiko Instr Inc | Elektrochemische Messeinrichtung |
-
1994
- 1994-04-06 FR FR9404005A patent/FR2718530A1/fr active Pending
-
1995
- 1995-03-31 EP EP95400723A patent/EP0676637A1/fr not_active Withdrawn
- 1995-04-06 JP JP10464195A patent/JPH08101110A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003526780A (ja) * | 2000-03-07 | 2003-09-09 | ナルコ ケミカル カンパニー | シュウ酸カルシウムのスケーリングを測定する方法および装置 |
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| JP2006337314A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Ngk Insulators Ltd | 物質検出装置 |
| JP2019535018A (ja) * | 2016-10-12 | 2019-12-05 | レイセオン カンパニー | 圧電性水晶マイクロバランス純度モニタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2718530A1 (fr) | 1995-10-13 |
| EP0676637A1 (fr) | 1995-10-11 |
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