В последнем десятилетии среди методов определения концентрации водородных ионов выдвинулся метод со стеклянным электродом, как дающий надежные результаты практически во всех водных растворах, в том числе, например, в присутствии сильных окислителей или восстановителей или в присутствии примесей, отравляющих поверхности металлических электродов, т. е. когда водородный и хингидронный электроды неприменимы.
Стеклянный электрод представляет больщую ценность при контроле разнообразных фабричных и заводских процессов, где очень часто приходится встречаться с упомянутыми, недоступными исследованию, другими методами объектами.
Вместе с тем стеклянные электроды используются до сих пор соверщенно недостаточно. Их щирокое распространение, особенно в производственной обстановке, затрудняется, прежде всего, недостатками самих стеклянных электродов предложенных до сих пор типов.
Высокое сопротивление стеклянных электродов вызывает необходимость усложнения техники измерения их потенциалов. С другой стороны, понижение сопротивления электродов за счет уменьщения толщины стеклянных мембран при большой их поверхности делает электроды чрезвычайно хрупкими.
Электроды типа Габера (бульбы из специального стекла) могут быть изготовлены тонкостенными, с относительно малым сопротивлением, что позволяет применять для определения их потенциалов несложную доступную аппаратуру. Но такие электроды очень непрочны, повторное изготовление и калибрирование их отнимает много времени и, кроме того, исключается возможность исследования объектов густой консистенции.
Электроды Мак-Иннес (трубки с приплавленными к концам пленками из специального стекла с поверхностью последних в 1-2 мм) также недостаточно прочны и, кроме того, обладают, вследствие малой поверхности пленки, значительно ббльщим сопротивлением.
Для определения потенциала таких электродов уже нужны стационарные установки с малодоступными электрометрами или со сложными катодными вольтметрами.
Электроды типа Томпсона (относительно толстостенные пробирки с внутренним посеребренным слоем) достаточно прочны, но, вследствие их большого сопротивления, так же, как и электроды Мак-Иннеса, нуждаются в применении сложной и труднодоступной аппаратуры.
Двторы нашли возможность сочетать в стеклянных электродах механическую прочность и малое сопротивление путем упрочняющего металлического покрытия внутренней поверхности тонкостенных бульб. Согласно предлагаемому способу, покрытие осуществляется слоем легкоплавкого сплава. Предлагаемый способ изготовления электродов сводится к следующему: на конце отрезка трубки из специального стекла (состав: 72% SiOa, 22% N,0, 6% СаО) длиною 10 см, внешнего диаметра 7 мм и с толщиною стенок 0,5 - 1 мм, выдувается бульба диаметром около 3 см. Стенки бульбы должны прогибаться при легком нажиме ногтем, но не гнуться без внешних воздействий.
Бульба высушивается в термостате при 70-80 и внутрь нее наливаемся 2-3 см сплава состава: Bi-4 части, РЬ-4 части, Sn-3 части, Cd-1 часть, нагретого до 100° и освобожденного от появляющихся на поверхности расплавленного металла пленок. Пригодны также разнообразные другие легко плавкие сплавы, в частности, сплав Вуда. Быстрым вращением сплав распределяется тонким слоем по стенкам бульбы, и Избыток его тотчас же выливается. В трубке при этом остается полоска металла, к которой припаивается проводник.
Затем внутрь бульбы - до л, ее объема-наливается расплавленная замазка (например, церезин, замазка Оствальда, менделеевская замазка), которая также вращением равномерно распределяется по стенкам бульбы.
Контакт от сплава выводится к зажиму в эбонитовом колпачке, надеваемом на верхнюю часть трубки.
Продольный разрез получаемого таким образом электрода показан на фиг. 1 чертежа.
На фиг. 2 показана зависимость между потенциалами h электродов и значениями рН буферных растворов
для двух электродов: линия /-для электрода Мак Иннеса, и линия //- для электрода, изготовленного согласно предлагаемому способу.
На чертеже имеются следующие обозначения: / - стеклянная стенка электрода, 2-слой легкоплавкого металла, 3-слой замазки, 4-эбонитовый колпачок, 5-контактный зажим, б-проводник, соединяющий слой 2 с контактным зажимом.
Хорошо изготовленные электроды имеют обычно гладкую зеркальную поверхность.
Электроды перед употреблением вымачиваются в течение нескольких дней в разбавленной соляной кислоте, а затем в дестиллированной воде. После этого они обладают достаточным постоянством потенциала и дают прямолинейную зависимость между потенциалом и рН раствора.
Изменение потенциала во времени наблюдалось авторами на пятнадцати электродах в течение двух месяцев.
Каждый электрод менял во времени свой потенциал на одинаковую величину для различных буферных растворов. Среднее изменение потенциала в течение суток для всех электродов отвечало 3 mV, причем для отдельных электродов оно не превышало 1 mV. В немногих случаях изменение потенциала за сутки достигало 10 15 mV, после чего изменения вновь становились незначительными в течение ряда дней.
Если при изготовлении электродов в них образовывались трещины (это имело место большей частью, если внутри электрода имелась влага или если сплав лег слишком толстым слоем), то такие электроды, естественно, не работали, как водородные.
Из изготовленных авторами электродов около 20.о оказались вследствие этого непригодными.
Механическая прочность электродов, изготовленных по предлагаемому способу, значительно облегчает работу с ними, допуская прикосновение к пленке, вытирание бульбы и т. п.
Весьма существенной, кроме того, является возможность исследования объектов густой тестообразной консистенции.
Предмет изобретения.
Способ изготовления стеклянного электрода для измерения концентрации водородных ионов, отличающийся тем, что в тонкостенный выдутый стеклянный шарик вливают легкоплавкий сплав, который быстрым вращением распределяют тонким слоем по стенкам шарика и избыток сплава тотчас выливают, а затем таким же методом поверхность сплава покрывают изолирующим слоем.
фиг 2
,/
да SX т 5CS от 70о
-h
