181216. lajstromszámú szabadalom • Csepegő elektódot vezérlő áramkört tartalmazó elektrokémiai berendezés
MAGVAR SZABADALMI 181216 NÉPKÖZTARS AS AG LEÍRÁS SZOLGALATI találmány JiÉil Nemzetközi osztályozás: IIP Bejelentés napja: 1980. XI. 17. (2738/80) NSZ03: G 01 N 27/34 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1982. IX. 28. Megjelent: 1984. XII. 31. (. Szabadalmi Tár. ’ Feltalálók: Szabadalmas: Berky Dénes technikus, Dr. Damokos Tamás okleveles vegyészmérnök, Daróczy RADELKIS Elektrokémiai János okleveles villamosmérnök, Budapest, Legendi Antal technikus, Pomáz Műszergyártó Szövetkezet, Budapest Csepegő elektródot vezérlő áramkört tartalmazó elektrokémiai berendezés 1 Az elektrokémiai méréstechnikában gyakran alkalmazott elektród-típus a csepegő elektród, amelynél egy cseppfolyós halmazállapotú villamos vezető (pl. higany, gallium, valamilyen amalgám, stb.) megfelelő tárolóval csővezeték útján összekötött kapil- 5 lárisból az elektrokémiai cellában elhelyezett elektrolitba csepeg, és a cella egyik elektródját képezi. A csepegő elektródok egyik fontos paramétere az egyik csepp lehullásától a következő csepp lehullá- 10 sáig eltelt időtartam, a csepegési idő. Ezt elsősorban a csepegő elektród geometriai méretei (a kapilláris átmérője és hossza, a folyadék nívó különbség, stb.) szabják meg, de függ ezeken kívül az áramkör villamos paramétereitől is. 15 A növekvő folyadékcsepp ugyanis akkor szakad le az r sugarú kapillárisról, ha súlya egyenlővé válik az elektród/elektrolit határfelületen működő felületi erővel, amelynek értéke 2 my, ahol y a határfelületi feszültség. Utóbbi értéke azonban többek között az 20 elektród és az elektrolit oldat közötti potenciál-különbségtől is függ. Ha tehát a csepegő elektródot polarizáljuk, akkor — egyébként változatlan körülmények között — megváltozik annak csepegési ideje. Ez az elektrokémiai műveletek többségénél 25 hátrányos jelenség. így például polarográfiás méréseknél a polarográfiás lépcsők eltorzulnak: a lépcsők — elméletileg vízszintes — platója megdől. Az említett zavaroktól függetlenül is felmerülhet olyan igény, hogy a csepegő elektród csepegési ide- 30 2 jét mesterségesen befolyásoljuk. így például a rapid-polarográfiás eljáráshoz olyan csepegő higanyelektródra van szükség, amelynek csepegési ideje néhány tized másodperc. A polarográfiában használatos csepegő elektródokkal ez csak szokatlanul nagy (több méteres higanyoszlop magasságnak megfelelő) nyomás alkalmazásával lenne megoldható, ami ellen gyakorlati megfontolások szólnak. Az említett problémák megoldására olyan vezérlő szerkezeteket dolgoztak ki, amelyek a cellára kapcsolt villamos jelektől és egyéb befolyásoló tényezőktől független és az adott kísérleti célnak megfelelő csepegési idejű csepegő elektródok megvalósítását teszik lehetővé. Ezek a szerkezetek, amelyek kereskedelmi forgalomban is kaphatók, mechanikai elv alapján működnek: lényegük egy kalapács, amelyet például elektromágnes működtet, és amely — egy vezérlő berendezés által megszabott időpontokban — radiális vagy axiális irányú ütést mér a csepegő elektród kapillárisára. Az ütés okozta megrázkódtatás következtében a csepp az ütés pillanatában leszakad, korábban, mint ahogyan ez saját súlya következtében következett volna be. Az említett vezérlő szerkezetek hátránya, hogy működésükkel megzavarják a tanulmányozott elektródfolyamatot. Csepegő elektródot ugyanis legtöbbször olyan elektrokémiai vizsgálatoknál használnak, amelyeknél az elektród környezetében lejátszódó diffúziós folyamatok az elektrokémiai kísérlet szempontjából nagy fontosságúak. Az elektród kapillári-181216
