163140. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés oldatok összetevőinek preciziós és mikrotérfogatú meghatározására

163140 tanként speciális mérőberendezés, vagy esetünkben elektródfajtánként külön kiépített szabályzó körök létrehozását igényli. Az a)—j) pontban összefoglalt hiányosságok kiküszöbölése — bár csak a membránelektródók egy szűk területét, a pH-funkciós üvegelektródok területén — régóta foglalkoztatja a feltalálókat. Erről tanúskodnak az alábbi szabadalmi leírások: 1939-es 121 973 lajstromszámú magyar, 1941-es, 127 722 lajstromszámú magyar, 1964-es 1 169 697 lajstromszámú NSZK, 1966-os 1 018 024 lajstromszámú angol, 1967-es 3 341 443 lajstromszámú USA, 1968-as 61 126 lajstromszámú NDK, valamint az 1969-es '1291139 lajstromszámú NSZK szabadalmi leírás. A felhozott szabadalmi leírások megegyeznek abban, hogy kizárólag pH-érzékeny üvegelektródra vonatkoznak és, hogy az érzékelő üvegmembránnal tömör fém, fémréteg vagy tömör fémen levő oxidréteg (1 018 024 angol; 1 291 139 NSZK) érintkezik. A felhozott szabadalmi leírások csak elméleti jelentőségűnek tekinthetők, mivel az ezek szerint készült elektródok a gyakorlatban nem voltak alkalmazhatók, éppen ezért nincsenek forgalomban. Az 1939—41-es szabadalmak alapján gyártott jenai elektródok forgalomba hozatala ugyanis kudarccal végződött. A felsorolt szabadalmi leírások alapján gyártott elektródok, mint azt kísérleteink alapján megállapítottuk, továbbra is törékenyek maradnak, sőt az üvegmembrán szilárd fémhez érintkezvén még eredeti rugalmasságát is elveszti. A védett eljárások és elektródkonstrukciók legfőbb fogyatékossága pedig az, hogy nem sikerült elhárítani az alábbiakban részletezett jelenségsor bekövetkezését, amelynek eredményeképpen az elektród mérésére alkalmatlanná válik. Ezzel kapcsolatban hivatkozunk saját és az irodalomban (L. Kratz: Die Glaselektrode und ihre Anwendungen Steinkoff, Frankfurt/Main. 1950. 58—61. oldal) is alátámasztást nyert alapkutatás jellegű méréseinkre, amelyekből egyértelműen kitűnik, hogy a felhozott szabadalmi leírások ismertetett megoldások mindegyikének a potenciált rosszul definiáló sajátságának oka abban keresendő, hogy az üvegmembránnal direkt és indirekt érintkező fémréteg belső falára az üvegből alkáliionok diffundálnak ki, a fémmel reakcióba lépve kémiai és elektrokémiai módon zavart okoznak, új és új — időben változó — kontakt potenciált képeznek. A változás vizuálisan is észlelhető, az üveg belső felületén megjelennek az ún. „vakablakok"; vagyis a matt felületek. A felhozott szabadalmi leírások alapján készíthető üvegmembrán elektród konstrukciók részletezett hibáin kívül d), e) és j) pontban leírt hátrányokat továbbra sem küszöbölik ki. Nevezett szabadalmi leírásokban védett eljárások nem tekinthetők olyan általános megoldásnak, amellyel a gyakorlatban is alkalmazható folyékony ioncserélő szerves és szervetlen ioncserélő 20 tulajdonságú anyagok, valamint enzimeket tartalmazó mikroelektródok is felépíthetők lennének. A találmányunk szerinti mérőberendezés, il-5 letve annak elektródrendszerébe épített mérőelektródok, amelyek érzékelői egy vagy több rétegből vannak felépítve, az érzékelővel szerves vagy gáz hordozófázisú grafit vagy szén gél érintkezik, mint potenciálelvezető, a konvencio-10 nális, valamint a felhozott szabadalmi leírások alapján gyártott elektródok hiányosságait és hátrányos tulajdonságait kiküszöbölik, a mérőelektródokkal szemben a nagy pontosságú mérés által támasztott fizikai és elektrokémiai követelményeket kielégítvén az alábbi hasznos sajátságokkal és előnyökkel rendelkeznek: A) A mérőelektród érzékelőjén át lezajló folyadéktranszport jelenségek elmaradnak, az érzékelővel érintkező vezető gélfázis és annak hidrofobitása miatt. Ugyancsak elmarad a transzport okozta érzékenységcsökkenés. B) Az elektródok mechanikailag igen ellenállóak. Az érzékelőre gyakorlatilag nem hat ,g

belső nyomás és ezáltal elmarad a belső erőhatásokból eredő károsodás is. C) A gyakorlatban használatos érzékelő nagysága és a gyakorlatban igényelt, de eddig meg nem valósított különböző formában (mikro, ka-30 pilláris) állíthatók elő a mérőelektródok. D) Az érzékelővel érintkező gél többrétegű elektromos vezetőjének megválasztásával a szembekapcsolt kontakt potenciálok előjeles algebrai összege nulla és tetszés szerinti érték között vál-35 toztathatók, és így a különböző mérőelektródok látszólagos normálpotenciálja közel azonos értéket vesz fel és a mérések a konvencionális pH-mérőkkel is elvégezhetők. E) Az érzékelők réteges felépítése, az egymás *' után következő rétegek minőségének célszerű megválasztása kizárja a kontakt potenciálok megváltozását előidéző, e szempontból zavaró ionok diffúzióját a kontaktust biztosító gél irányában. F) Az érzékelők réteges felépítése is biztosítja a kontakt potenciálok összegének célszerű megválasztását, így a mérőelektród látszólagos normálpotenciáljának értéke a méréstechnikailag kívánt potenciáltartományba tolható. G) A grafit vagy szén alapú gél vezető réteg ellentétben a fémrétegekkel, a vele érintkező érzékelővel szemben kémiailag inert. H) A grafit vagy szén alapú gél potenciálelgg vezetővel kiképzett elektródkonstrukció az érzékelő kémiai minőségétől és fizikai állapotától független, bármely típusú mérőelektród esetében kivitelezhető és univerzális, egyszerű előállítási technológiájával is meglepő új műszaki hatást 60 eredményez, I) A mérőelektródok érzékelőjének belső felülete az ideálisnak választott összetételében nem változik meg, így nő a mérőelektródok élettartama és nem változik az aszimmetriapotenciálja. 65 J) A grafit és szén gél potenciálelvezetőt tar-45 50