JPS5917145A - ガルバニ電池式酸素濃度計 - Google Patents

ガルバニ電池式酸素濃度計

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Publication number
JPS5917145A
JPS5917145A JP57127897A JP12789782A JPS5917145A JP S5917145 A JPS5917145 A JP S5917145A JP 57127897 A JP57127897 A JP 57127897A JP 12789782 A JP12789782 A JP 12789782A JP S5917145 A JPS5917145 A JP S5917145A
Authority
JP
Japan
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acid
meter
lead
oxygen
acetic acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP57127897A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Kudo
工藤 寿士
Ikuo Tanigawa
谷川 郁夫
Yuko Fujita
藤田 雄耕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Nihon Denchi KK
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5917145A publication Critical patent/JPS5917145A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はづルバニ電池式酸素碑1(し計の改良に係り、
その目的とするところは、検Ill気体中に含まれる炭
酸ガスの杉情を受けず、かつ野6ηの長い酸素濃1ψ計
を提(Ill trんとするにある、ガルバニ゛?(i
曲式酸素濃度斤1は、一般に手軽で安中さitている。
その原理は酸素の「E気化学的鑵元に何効なα属からr
lる正6境と沿からl【ろ負[朔と″r庄解rltと↑
二d己【1日画へのTV&素の4渦を制限するfコめの
隔嘆とから構成さ′+]る酸素−鉛″市油の1F岡と色
画との間に一定の抵抗を接続1−1ことき、そこに流れ
る型面とM/素濃度との間に、直線性があることを利用
し1こものである。
従来ノカルバニ亀池式酸@濃II□t1には2つの欠点
がある。1つは寿命が6ケ月〜10 ケ月と非常に矩か
いこと、他の1つは比較的晶濃度の炭酸カスを含む検7
i1気体中では使用出来lCい。
あるいは嘩1幅に前曲が短かくなることである。
かかる欠点は従来の酸素濃度計が、水酸化カリウムある
いは水酸化ナトリウムのmhアルカリ′11L解液を用
いていることに由来する。
以下この4【について説明する。
ガルバニ電池式酸素濃見計にアルカ!J’ %解散を用
いf、:場合、 正答+113では 02−ト21:12(J+4’→4
0[■−・・・・(1)fi嘩T’lJ   2Pb+
4011−+2PbQ千2 +121J + 4 a−
・−+21なる咲応カリCる。負嘩反応生成物でi)ろ
1.” IJ Uはtl(W液中に電解して、沿!物の
表面は稿に更新されろうところが電解液がPI)Uで飽
(11さ1]、ろと、負嘩表面は不働態化さ才1、負(
枳の過“t= +シが増大−する1こめに、1E吟と負
1’l!l!との間【こ流れる?1y醸か変化し、酸#
嘴1(と電流との一足の関係か崩れ、酸素1農度計の寿
命か尽きる。
アルカリ電解液を用い1こ従来の1イぐ素m団計のか直
が短かかつrコのは、負碌生成物でJ)る凸OのアJレ
カリノKM液に対するl谷1眸度がf二かtごか01モ
ル/lf@+14−と小さかつ1こからに曲ならない。
−万検知気体中に叱較的多111の炭酸ガスか含よれて
いるときには矯味では1(ilVFO戸2)式のように
円〕りが生成する代りに不溶性の炭酸鉛(1’ b O
(J 8)あるいは塩基性炭酸鉛(1’b20tJa(
l川)2)がlト成して負陽の過電IFか著しくJ冑入
°tろf:めに、酸素濃IWの測+仁かできなくなる。
このようなアルカリ電解液を用いる従°求の病度計に×
寸し、本発明は、酢酸を=E体とする酸性I捏解ffN
te用いろCとにより、洟が命でしかも炭酸カスの影響
を受け41′いがルバニ電1t12式酸素濃度t1を提
供せんとするものである。
かかる濃]尾計の電解液に必要とされる条件は、反応生
r1−物である酸化鉛の溶解度が大きいこと、酸性であ
ること、更にIE励からの水素発生がjjl(いことで
ある。
これらの条/’1を満足する電解液として、ホーぼり1
1考等は酢酸とアルカリ金14もしくはアンeニアの有
機酸塩と鉛化合物とのa合水屑yW、を発見しfコ。
こ5で云うアルカリ金属とは、カリウム、すトリウム及
びリチウムであり、有機酸とはギ酸、酢酸、プロピオン
酸、醋酸、シュウ酸、マロン酸。
マイレン酸、コハク酸、グルタル酸、クエン酸。
クルタミノ酸、A!i石酸、安息香酸、サルチル酸の如
きそのアルカリ金属もしくはアンモニア塩が水に町俗性
の酸であり、鉛化合物とは上記有機酸の鉛塩あるいは酸
化鉛である。
まrコ有機峻塩は1挿類に限疋才る必四は4L<、混合
して便tlJ してもよい。
以ド、この弗台水M + +こついて説明する。
ガルバニ?lj曲式酸素濃度1計に岬性′幌用?欣を用
いfコ鳴合、 市11!11では リ2+40 +4 e  →2 H
2U    ・・・・(81Mffiiでは 2Pb+
2112(J→21’l+tj+41−1.”−)−4
e  −・−・(411【る反応が弓こり、慎重ではア
ルカリ電解?庚の場合と同lI!酸化船(PbU)が生
成する。
酸化鉛の酢酸水溶液に対する俗解度は、21モル/lで
あり、アルカリ′電解液に14才るそれの21  倍で
ある。喚言すれば、酢酸を電解11にとするlξ蓮1焚
計は従来のそれの21 倍の′Rtii)を有する。
次lこi1日f41からの水素!16生tζつぃ−C考
えてみると、市嘲の水素発生平術屯位は欠の(5)式で
与えられろ。
En−−0,2412−ト0.05916(log、六
τ1− p’ l (Vvs 8U、I弓)・・+51
ここで、1伯・・・・・ 25′cにおける水桑光生平
+%電位PL−+2・・・・4く素の分用 pi−1・・・ ・・ 直 角ゲ l夜 の 28つt
’+ 15135において pH−1が牛さくノ、、z
JtばなるほどIU:1枳の/に索光牛平盾゛屯位がヒ
1になり、そtしだけ+ll二角ら水系か)b生しゃす
< Iする。酊iす水浴欣のようにρ8が11X六い′
rにLll ilEの場合には、’rf=に低酸素廂1
tJ’ではIE嘲の電イtがかなりキになるので水素が
発生しやすくなる。
逆にP8が大Aくなれば、正唾の水入iQ生平衡゛ル位
は卑に4fす、水素が発生しにくくζCる。
そこで酢酸(P″′2〜3)に、弱酸と強111ルとか
らなろ聰、即ち前記の有機酸のアルカリ金1.・穫もし
くはアンモニウム塩を加えていくと+81jJiのpH
は入きくなる。ここで溶液のPhlか7よりも大入< 
f(つてアルカリσ<gに移行してしまうと、炭酸if
 スの影響を受けるようになるので、pHは7以F、好
ましくは4〜65の範囲に押さえ7・ように才ろことが
肝要である。しっ)シ、浴液のpHを上記16)囲に押
さえ1こだけでは、マtご水素発生の危険が残7)。
−万、鉛の甲衡゛「戎位は次式のように表わさ11El
llンp6” =−0,867+ 0.0296 ”g
(Ph−11v”S” )−’61いて E ”’71
111升・・・・・ 25°Cにおける鉛の平噌電()
□LL +11)4+〕  ・・−・・覗解欣中の沿イ
オノの411【鉛イオンの添IJI口¥1が多ければル
い(Jど、組節の市位、 19! A’ t Jl、ば
正tIIJIの山ニイ11かより員に4〔ることかわか
る、 即ち、沿の平ρ11j I’i’、 イqが7J(素;
6生平衡軍4dまりも直に!、(るまで、上述の混Fa
 tt’; Kkに沿イオンを添加してや第1.ば水素
は発生じなくなる。沿イ副〕は酸化鉛もしくは刊機nν
幅の形で添加すtLばよいが、その添加量は水素発生を
回1註できる最少限の1八にすべきである。多すぎると
反応生成物である酸化鉛の溶解1友が減少して寿命か短
か< f、r条。
かくして得られfこγlル合゛tli、IQ4! /l
+、例えば25モル/g酢酸と4eル/lブロビオノ酸
カリと0.1モル/召酸化希とのτ毘合水1各牧のPす
は62.水系発生平衡電位1.t−0,61V (VS
 K:lG>、  H)の’1lSj ”+九イVは一
060v(vs 5CE) ト1! ル。
この屁合名孜中では鉛の平衡′11に位の万が水素発生
早衡電位よりも円になるので、iE l+oから卒素が
発生することはない。ま1こ溶液は酸V1.でJ)るか
ら炭酸ガスの影響を受けることもrt <、史に溶液に
はPI)Uの浴解反が大きい酢酸を用いているのでメを
命も長くなる。
以上、本発明にか\るカルバニ゛「に池式l′1Ill
!素濃度するfコめ、以IZ−実施例を図面1こ沿って
詳述する。
第1図は本発明の一実施例にか\るカルバニ屯曲式酸素
繍度tjlの断面構造略1べlを小し、1之に於−〇、
(])はi’E 1ilt+でなるlln ?45 a
ysの白金板、(2)は負j佃とな’) ra 、 (
31It 7fi解故トfl 62.5モル/ e l
!lt、l”a ト4 モル/lプロピオン酸カリと0
1モル/e酸化鉛とのI昆合水(B III 、 (4
1は四弗化エチレンーエチレノコボリマーからなろ厚さ
20μの隔膜、(5)はi’+iJ記隔膜(4)をボ’
J jlX 化ヒ゛= Jしく7i111)(j% 0
) ホIuクー’6) IコIL!Il’rl −t 
ルr、=めの0−リン′ノ、(7)はlE film 
(1)とt’l llt (2+との間にイr在1ろI
ts抗である。
検゛パ1気体中の酸素が隔膜(4)を透11.情して、
iE Iiii1の表面に達すると、正…では前述の(
8)式にイi白う反応が起こI)、透過して来fこ酸素
の1杖に対応−「る軍旗がjE 111II(11力ラ
MFJjt21へMtt 7.。
そJ″し故、抵抗(7)の1ilIl端のT(f、田を
1lll ’ζすることにマリ、r+?素0) 1’a
 ilろα(、換pfitば酸素71、!a度’L”J
ll 7+ことがで、叛る。
欠に本発明にかかる混合電解1f’j O)効果を確か
める1こめ、L・小t、 r、=もの11月型の酸素橢
1u゛計4つを準[4ij L、従来の4モル/e水酸
化カリウム水M欣2 CCを電解液とするもの(Al、
(Blと、不4(=’明にか\る2、5モル/lプロピ
オン酸カリウムと()1モル/l酸化沿との混合水溶液
2 CCを電fQケ欣とするものC)、(切の2jjI
類の酸素順IW別を11′M作し、(Al及び(0)は
空気中で、(均及び(01は21%酸索、  10%炭
酸ガス169%窒素の混合Hス中で寄金試験し1ことこ
ろ1.第21ン1に示すような結果が得ら11.r、:
。第2図から、従来の水酸化カリウム水l谷n記を7j
解液とする酸素ン虐度81は、空気中でも6ケ月の寿命
(A)シかなく1.炭酸ガスが10%含まf’Lる場合
には2ケ月弱のズF +I (IJIしかないのにくら
べて、本発明にかへる混合水溶液を電解Mと才る酸素濃
度旧C+、tD+は炭酸ガスの付熱に係りすく長寿命を
有することがわかる。
以上詳述しfこ如く、本発明は長寿命でしがも炭酸ガス
の影響を受けないガルバニ電/jlJ式酸素濃度g−1
を提供するものであり、その工菫的IIIIl値!へめ
で大である・。
なお、ii、I作成はゲル化して用いてもよい。ま1こ
本願光明の酸素開度計はMγr酸索1鹿反の測定にも1
4用できろ。
【図面の簡単な説明】
ii 1図は本発明一実施例にかかる4jルバニ711
jll1式酸素嗜度の断面1lIIl債略図を示し、第
2図は従>16品と本発明品との寄命試験結4!の比較
を示す。 1 ・ ・ ・  正 jQ  、      2 −
−−   負 rJ、l  、      3 −= 
  7[IQ’l  iil  。 4・・・・・・l’Mll(il、   5・・・・・
0−リノグ、6・・・・・ポルター。 7・・・・・抵抗、   A、j3・・・・・従来品。 (]、D・・・・本発明品。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸素を鑵元−むろ上で活叶の、鮪い金属もしくは黴1萬
    −醇化物からなるIE咄ζ、鉛からなる色画と、電解液
    と、酸素4過性隔膜とから十として構成さilろガルバ
    ニ゛T1yflu式酸素#llt計に於て、前記電解液
    として、酢酸と鉛化合物と史にギ酸、酢酸、プロピオン
    酸、酪酸、マレイン酸、クルタミン酸などのfi′機管
    のアルカリ金用唱あるいはアンモニウム塩との混防水r
    6液を用いてなることを持金とするガルバニ電池式酸素
    横+W々(。
JP57127897A 1982-07-21 1982-07-21 ガルバニ電池式酸素濃度計 Pending JPS5917145A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58187846A (ja) * 1982-04-27 1983-11-02 Japan Storage Battery Co Ltd 酸素濃度計

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58187846A (ja) * 1982-04-27 1983-11-02 Japan Storage Battery Co Ltd 酸素濃度計

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