149869. lajstromszámú szabadalom • Eszköz levegő hidrogéngáz-szennyezésének folyamatos ellenőrzésére és eljárás az eszköz elkészítésére

9 149869 lektív jelzése biztonságtechnikai szempontból nagyon fontos. A találmány kidolgozása során abból az ismert tényből indultunk ki, hogy egy platina elektród bizonyos redox anyagok, valamint hidrogéngáz, ill. protonok jelenlétében abszolút potenciálját a Nernst-íéie összefüggésnek megfelelően változtatja; az abszolút potenciál ezen anyagok koncentrációjának logaritmusával változik. Mindmostanáig ismeretlen volt olyan, üzemi gyakorlatban is alkalmazható műszer vagy berendezés, amely a levegő hidrogéngáz-szennyezésének mérését a platinaelektród fenti tulajdonságának felhasználásával oldotta volna meg. Ez nyilvánvalóan a következőkkel magyarázható, ha az említett platinaelektródot egy ismert állandó feszültségű, saját elektrolit-térrel rendelkező ún. vonatkozási elektróddal kapcsoljuk össze, akkor a két elektród között létrejövő feszültségkülönbség arányos lesz ugyan a hidrogén-, ill. protonkoncentrációval, azonban a (hidrogéngáz-koncentrációnak ilyen alapon történő mérését üzemi gyakorlat számára használhatatlanná teszi az a körülmény, hogy a segédelektród csak folyadékfázisú elektrolittal működtethető. Különösen nagyobb elektrolit-térfogatok esetén viszont az egyensúlyi értékek lassan állnak be, ami a jelzés nagymértékű késleltetését eredményezi. Ezenkívül folyadékfázisú elektrolit esetében a készüléket igen körülményes hordozható formában kivitelezni. A találmány szerinti berendezés kialakításánál arra az ismert tényre támaszkodtunk, hogy a hidrogéngáz koncentrációja mérhető platinaelektródból és vonatkozási elektródból álló elektródpár segítségével, továbbá, hogy a két elektród között kovasavgélréteg segítségével elektrolitos összeköttetést lehet létesíteni. A találmány szerinti berendezés feleslegessé teszi a fentebb említett nagyobb elektrolit-térfogat alkalmazását. A találmány tárgya platinaelektródból és vonatkozási elektródból álló, levegő és egyéb gázelegyek hidrogéngáz tartalmának folyamatos ellenőrzésére szolgáló, a két elektród közötti elektrolitos összeköttetés létesítésére kovasavgél-réteget tartalmazó eszköz, amelynél a platinaelektród üvegbotja és a vonatkozási elektród kivezető csöve kónikus csiszolattal illeszkedik egymásba, és a két elektród végződése egy szintre van lecsiszolva, amely eszköz a fenti ismert alkatrészeken kívül a különleges eljárással kialakított kovasavgél-réteg tartósságát, egyenletességét és mechanikai hatásokkal szembeni ellenállóképességét biztosító, az egy szintre lecsiszolt közös elektródvégződésre felvitt celofánhártyából, továbbá a platinaelektród üvegbotja és a vonatkozási elektród kivezető csöve közötti kónikus illeszkedés csiszolatában kialakított kapilláris járatból áll. A találmány szerinti berendezés két elektródjának illeszkedését biztosító kónikus csiszolat mentén a kontaktust a két elektród között a vonatkozási elektród mikroszkopikus vastagságú rétegbea megtapadó elektrolitoldata, előnyösen 0,1 n káliumklorid oldat szolgáltatja. A belső elektród platinaszálát célszerű 0,1—0,3 mm vastag platinahuzalből kialakítani. A kovasavgél-rétegnek a találmány szerinti eszközben történő alkalmazása azzal az előnnyel is jár, hogy ez a réteg nagy aktív felülete következtében egyben biztosítja a hidrogén gyors megkötődését és diffúzióját a közös elektródvégződéshez. Az eljárás már említett szelektivitását fokozza az a körülmény, hogy a hidrogén minden más gáznál vagy gőznél gyorsabban diffundál át ezen az aktív rétegen. A találmány tárgya továbbá eljárás a találmány szerinti eszköz két elektródja közötti elektrolitos összeköttetést létesítő kovasavgél-réteg készítésére, amely abban áll, hogy hígított vízüveg oldatot 2—4 pH-értékig pillanatszerűen átsavanyítunk, ezt követően dializálurík, és az így kapott kovasav oldatot felvisszük az egy szintre lecsiszolt közös elektródvégződésre, majd azon beszárítjuk. A kovasavgél-réteg előállítását célszerűen úgy végezzük, hogy a vízüveg oldatot előnyösen húszszoros térfogatú víz hozzáadásával felhígítjuk, és tömény ásványi savval, előnyösen sósavval savanyítjuk át, majd cellofán hártyán keresztül dializáljuk. Ügy találtuk, hogy a gél-film legkisebb mérvű csomósodása, ill. pikkelyes ibeszáradása egyúttal azt is jelenti, hogy a film a közös élekródvégre rosszul és egyenlőtlenül tapad, és vagy már a száradás folyamán, vagy a későbbiek során megrepedezik. Ilyen filmmel rendelkező elektródapárral végzett mérések alkalmával a film hirtelen megnövő belső ellenállása következtében nem kapunk reprodukálható eredményeket. A gél-réteg hibáját a leadott feszültség-érték néhány nap alatt bekövetkező rohamos csökkenése, ill. a növekvő időtartamú jelzési késleltetés mutatja. Megállapítottuk, hogy a gél-film csomósodása teljes mértékben kiküszöbölhető, és rendkívül homogén és egyenletes gél-réteg alakítható ki akkor, ha a hígított vízüveg oldat savanyítását a fentebb megadott pH-értékre előre kimért sósavmennyiséggel pillanatszerűen végezzük; ilyenkor az oldat még a savas tartományban is tiszta és homogén marad. A dialízist célszerű úgy végezni, hogy a sósavval megsavanyított vízüveg oldatot üvegcsőben desztillált vízzel szemben 10—20 napig, előnyösen 2 hétig dializáíjuk, dializáló hártyaként cellofánpapírt alkalmazva. Az így kapott dializátumból viszünk fel az elektródrendszer egy szintre lecsiszolt közös végződésére egyetlen cseppet, amelynek néhány perc alatt bekövetkező ibeszáradása után az elektród-rendszer mérésre kész. Sikeres felvitel esetén a gél-film 'halványan irizál, homogén, és csomósodási vagy repedéseket még mikroszkóp alatt sem mutat. Ilyen kifogástalan gél-réteget kizárólag pH = = 2—4 értékre történő pillanatszerű átsavanyítás után dializált oldatból sikerül előállítani. Ha az átsavanyítás ennél magasabb (5,5 és 6,5 közötti) pH-értékre történt, akkor az oldatokban néhány órától 1—2 napig terjedő idő alatt megindul a kovasavgél szemmel látható kiválása. Ezzel szemben az 5-nél kisebb pH-értékre beállított oldatok dialízis után is hónapokig tiszták és üledékmentesek maradnak. A pillanatszerű átsavanyítással tehát ezt a veszélyes, pH — 5,5—6,5 savasságú tartományt kell átugranunk. A pH-értékek a dialízis folyamán a semleges tartomány felé tolódnak; a 2-es pH-ra beállított