Firma:              Stroehlein

Modell:                         702 SO/S

Kommentar:     Dokumente dt.

Allgemeines

Die Coulometrie gestattet die Bestimmung chemischer Substanzen durch Messung der für deren Umsetzung erforderlichen Elektrizi­tätsmenge und ermöglicht somit eine Anwendung der Faradayschen Gesetze für analytische Zwecke.

Die erwähnten Gesetze besagen, daß für die elektrolytische Ab­scheidung oder Umsetzung eines Äquivalents eine Elektrizitäts­menge von 1 Faraday (ca. 96.500 Coulomb) erforderlich ist.

Das Produkt aus Strom und Zeit wird von der Meßapparatur erfaßt. Sie wird damit primär zu einem Coulomb-Meter. Die Gültigkeit dieser Aussagen setzt jedoch voraus, daß die Stromausbeute 100%ig ist, d.h. daß die gesamte, durch die Analysenlösung geflossene Elektrizitätsmenge für die Elektrodenreaktion verbraucht wurde. Diesen Forderungen wird die Apparatur gerecht.

Die ermittelte Elektrizitätsmenge ist dann ein Maß für den elek­trisch bewirkten Stoffumsatz. Sie dient gewissermaßen als Urtiter.

Arbeitsweise

Es wird mit einseitig offenem Verbrennungsrohr gearbeitet. Die dem Ofen zugeführte Sauerstoffmenge, die mit einem Durchfluß­messer überwacht wird, beträgt ca. 50 l/h. Von einer Förderpumpe wird jedoch nur die halbe Sauerstoffmenge abgezogen, während die andere Hälfte das offene Rohr verläßt. Dieser Sauerstoffüberhang bildet gewissermaßen den Verschluß des Verbrennungsrohres.

Die Verbrennungseinrichtung kann daher bequem und ohne Schwierig­keiten beschickt werden. Die Möglichkeit, daß Atmosphäre ein­dringt, ist ausgeschlossen.

Vom Ofen gelangen die Verbrennungsgase in ein thermostatisiertes Absorptionsgefäß. Bei einer Kohlenstoffanalyse passieren die Gase zunächst eine Perhydritvorlage, um die schwefligen Bestandteile herauszufiltern.

Das Verbrennungsgas wird in einen Schlitzkorb, der mit hoher Um­drehungszahl im Absorptionsgefäß rotiert, eingeleitet und in feinste Gasbläschen zerteilt.

Eine vollständige Absorption ist hierdurch gewährleistet. Die Ab­sorptionslösung (keine Maßlösung), die nach jeder Analyse wieder verwendungsfähig ist, wird nur in größeren Zeitabständen erneuert.

Das Titriergefäß mit der Kathode ist über die Absorptionslösung, unter Zwischenschaltung eines Diaphragmas, leitend mit dem Anoden­gefäß verbunden.

Für die "C"-Analyse wird Bariumperchlorat - und für die "S"-Be­stimmung Natriumsulfat-Lösung verwendet.

Mittels einer Elektrolyse wird das pH-Potential für die "C"-Analyse auf einen pH-Wert von ungefähr 10,0 und für die "S"-Analyse auf einen pH-Wert von ca. 4,3 gebracht. Dieses Potential ist nunmehr der Ausgang- und Endpunkt einer jeden Analyse.

Die durch die Verbrennungsgase verursachte Potentialänderung wird dem Coulometer über eine pH-Elektrode, unter Zwischenschaltung eines Verstärkers mitgeteilt.

Dieser Präzisions-DC-Meßverstärker mit Diodenmodulator und Elektro­meter-Eingang zeichnet sich durch einen äußerst kleinen Störstrom, einen hohen Eingangswiderstand und einem niedrigen TK von 5µV/K aus.

Automatisch erfolgt die Rücktitration auf das Ausgangspotential (mit einer Genauigkeit besser als 0,002 pH) durch elektrolytisch erzeugtes Reagenz. Die hierzu benötigte Elektrizitätsmenge ist eine absolute Meßgröße für das zu bestimmmende Element in der Probe.

Die Elektrizitätsmenge als Produkt aus Stromstärke und Zeit (As) wird von einem Präzisions-Integrations-Motor ermittelt. Dieser zeichnet sich durch sein geringes Trägheitsmoment, seine streng lineare Drehzahlkennlinie und eine extrem niedrige Ansprechleistung, die einige Mikrowatt beträgt, aus. Über eine, mit der Achse des Meß­motors starr verbundene, Schlitzscheibe, die eine Lichtschranke passiert, werden die Umdrehungen in eine entsprechende Zahl Impulse umgewandelt. Diese werden verstärkt und einem elektronischen Impuls­zähler zugeführt.

Der erwähnte Präzisions-Integrations-Motor befindet sich in einem leicht auswechselbaren Einschub. Dieser enthält einen Programmier­stecker für den unterschiedlichen Analysenablauf von "C" und "S", kontinuierlich veränderliche Programmierwiderstände für den zu wählenden Elektrolysestrom (Grob-, Mittel- und Feinstufe) sowie ein mehrgängiges Potentiometer für die Festlegung des pH-Arbeits­punktes.

Die Speicherung der Werte macht es möglich, daß in wenigen Sekunden von einer "C"-Analyse auf eine "S"-Analyse, oder umgekehrt, umge­stellt werden kann.

Soll "C" und "S" simultan bestimmt werden, so ist ein zweites Steuerteil, daß die Automatik enthält, erforderlich.