DE7032476U

DE7032476U - COMPUTING DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF A COMPOUND IN A SOLUTION.

Info

Publication number: DE7032476U
Application number: DE7032476U
Authority: DE
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1969-11-12
Filing date: 1970-08-31
Publication date: 1972-04-06

Description

DR. MOLLER-BORE DiPL-PHtS. OR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL G. FiNSTERWALD DlPL-ING. GRAMKOW DR. MOLLER-BORE DIPL-PHtS. OR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL G. FiNSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

476.4 --/tii - Σ 1050 476.4 - / tii - Σ 1050

L 3, uez. L 3, uez.

Uster / SchweizUster / Switzerland

ν Rechenvorrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Verbindung in einer Lösung Sν computing device for determining the concentration of a Connection in a solution p

Die Erfindung "betrifft eine Sech.envorric'h.'r-mg zur Bestimmung der Konzentration einer Verbindung in einer Lösung mit einem Teil zur Atifnanme einer durch eine ionensensitive Ke3kette gegebenen Anzeige eines eine logaritbmisclie Skala aufweiseden Ionenneters und einem zweiten Teil zur Auf-Tiahne des Wertes eines Eichzusatzes, wobei aus der Anzeige und dem Wert des Eichzusatzes die Konzentration enaittelt wird.The invention "relates to a Sech.envorric'h.'r-mg for determination the concentration of a compound in a solution with a part for atifnanme an ion-sensitive Ke3kette given display of a logaritbmisclie scale aufweisenden Ionenneter and a second part for opening the value of a calibration additive, the concentration being derived from the display and the value of the calibration additive will.

Kit der vor einigen Jahren begonnenen Entwicklung sogenannter icnensensitiver Elektroden hat sich eine neue Möglichkeit zur Xonzentrationsbestiiamung von Lösungen ergeben· 2a diese Elektroden der bekannten Kemst-Gleichung gehorchen, gelten für Ionen verschiedener Wertigkeit folgende Zusammenhänge zwischen dem in Killivolt gemessenen Potential E, der Heßkette und der Konzentration c. eines Ions:Kit of the development of so-called icne-sensitive electrodes, which began a few years ago, has a new possibility to determine the concentration of solutions, 2a give them Electrodes obey the well-known Kemst equation apply for ions of different valence the following relationships between the potential E measured in killivolts, the Hess chain and the concentration c. of an ion:

1-wertice Ionen: E « E_q ± Γί.-.,2 . lot; c_± (1) 2-wertige Ionen: E - E_Q ± 29,1 · lo£ C₁ (2)1-valued ions: E « E _q ± Γί .-., 2. lot; c _± (1) 2-valent ions: E - E _Q ± 29.1 lo £ C ₁ (2)

Diese Werte gelten für 20 ⁰C. Im l'alle von Kationen gilt das positive, im Falle von Anionen das negative Vorzeichen. Die Gleichungen (1) und (2) laseen erkennen, daß zwischen dem Meßkettenpotential E und lonenkonzentration c. ein logarithmischer Zusammenhang besteht. Weiterhin geht aus diesen Gleichungen hervor, daß bei einer Änderung der Konzentration c um den Faktor 10 das heßkettenpotential sich um 5812 tiV bei i-wertigeri. und un 29,1 mV bei 2-wertigen Ionen ändert. Diese an sich nur !deine Potentialänderung hat dazu geführt, daß für die neuartige ließtechnik unter Verwendung ionensensitiver Elektroden sogenannte Ionen-Meter entwickelt wurden. Dabei handelt es sich un Gleichstromverstärker extrem hoher Eingangsimpedanz und zugleich hoher liillivoltauflösung.These values apply to 20 ^° C. In all of cations the positive sign applies, in the case of anions the negative sign. The equations (1) and (2) show that between the electrode potential E and ion concentration c. there is a logarithmic relationship. Furthermore, it can be seen from these equations that if the concentration c changes by a factor of 10, the hot chain potential increases by 5812 tiV for i-valued values. and changes to un 29.1 mV for bivalent ions. This in itself only! Your change in potential has led to the development of so-called ion meters for the new type of let technology using ion-sensitive electrodes. This is a DC amplifier with extremely high input impedance and at the same time high liillivolt resolution.

Die bekannten Vorrichtungen zur· Konzentrationsmessung lassen sich mit Erfolg einsetzen, v:enn es gilt, Lösungen nur wenig schwankender Ionenstärke, die zudem noch frei von Komplexbildner!! für das ir der Konzentration interessierende Ion sind, zu untersuchen. Diese Voraussetzungen sind jedoch oft nicht erfüllt. Brauchbare Messungen für den Pail, daß zv;ar die Ionenstärke schwankt, aber keine Komplexbildner zugegen sind, lassen sich mit den bekannt gewordenen Vorrichtungen nach einer einfachen Probenvorbereitung, die der Einstellung einer konstanten Ionenstärke dient, vornehmen. Sobald jedoch zusätzliche Komplexbildner auftreten, ergeben sich erhebliche methodische Schwierigkeiten.The known devices for · concentration measurement can be used with success if it comes down to solutions only slightly fluctuating ionic strength, which is also free of complexing agents! for what is of interest in concentration Ion are to be investigated. However, these requirements are often not met. Useful measurements for the Pail that the ionic strength fluctuates, but no complexing agents are present, with the devices that have become known, after a simple sample preparation, which is used to set a constant ionic strength. However, as soon as additional complexing agents appear, there are considerable methodological difficulties.

Diese Schwierigkeiten können nun dadurch umgangen werden, daß die in anderen Gebieten der analytischen Chemie,These difficulties can now be avoided by that those in other areas of analytical chemistry,

"beispielsweise in der Polarographie., bekannt gewordene Zugabe eines Eichzusatzes zur Anwendung kommt, was man als "Aufstocken" bezeichnet."for example in polarography., which became known Addition of a calibration additive is used, which is referred to as "topping up".

Bei der Messung wird so vorgegangen., daß nach Eintauchen der Meßkette in die zu analysierende Probe das Ionen-Heter so abgeglichen wird, daß der Zeiger auf oo zu stehen kommt. Jetzt wird der Eichzusatz a zugesetzt. Aus dem sich ergebenden Ausschlag kann auf der Inkrement-Skala sofort die gesuchte Konzentration c der Probe abgelesen werden. Dieses Vorgehen weist nun aber den Nachteil auf, daß nur dann ohne Reclaenoperationen auszukommen ist, wenn die zum Aufstocken verwendete Lösung eine Konzentration aufweist, welche ganzzahligen Egcpopenten der Basis 10 entspricht. Trifft diese Voraussetzung nicht zu, besteht wiederum die Notwendigkeit, Rechenoperationen ausführen zu müssen.The procedure for the measurement is that after immersion the electrode in the sample to be analyzed the ion heterodyne adjusted so that the pointer comes to oo. Now the calibration additive a is added. From the resultant reading, the desired concentration c of the sample can be found on the incremental scale can be read. However, this procedure has the disadvantage that only then can it be done without surgery is when the solution used for replenishing has a concentration which is integral to Egcpopenten corresponds to base 10. If this requirement does not apply, there is again the need to perform arithmetic operations to have to perform.

Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, eine Rechenvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche mit geringem Aufwand herstellbar und von kompaktem Aufbau ist, sowie in der Handhabung keinerlei Schwierigkeiten bereitet.The aim of the invention is to create a computing device of the type mentioned at the beginning, which can be produced with little effort and are compact There are no difficulties in the construction or in handling.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das erste Teil eine innere, drehbare Scheibe und das zweite Teil ein konzentrisch dazu angeordneter, die Scheibe umschließender feststehender äußerer Ring (12) ist. Die Rechenvorrichtung kann also von der sie handhabenden Person nicht nur leicht in der Tasche getragen, sondern auch mit den beiden Händen ohne besondere Geschicklichkeit bedient werden. Auf diese Weise kann die gewünschteTo solve this problem, the invention provides that the first part is an inner, rotatable disc and the second Part of a fixed outer ring (12) which is arranged concentrically to it and encloses the disk. the The computing device can therefore not only be easily carried in the pocket by the person handling it, but can also be operated with both hands without special skill. This can be the way you want

Konzentration, schnell, sicher und einfach ermittelt werden.Concentration, determined quickly, safely and easily will.

Die Zahlenwert des äußeren, festen Teiles der Scheibe mit der drei Dekaden umfassenden logarithiaischen üeilung entsprechen frei wählbaren, üblichen Konzentrationsmassen, beispielsweise Grama/liter, Kol/Xiter, oder ppm (parts per Million). Der innere, drehbare Teil der Scheibe hat eine ebenfalls logarithmische Teilung, welche auf der logarithmisch geteilten Skala eines Ionen-Keters abgelesenen Skalenwerten entspricht, nachdem der Eichzusatz der vorgelegten Probe beigegeben worden ist. Die Teilung der drehbaren Scheibe gilt für den Fall, daß die logarithmische Teilung des Ionen-Meters zwei Dekaden mit den Zshlenwerten 1, 10, 100 umfaßt.The numerical value of the outer, fixed part of the disc with the three-decade logarithmic division correspond to freely selectable, customary concentration masses, for example gram / liter, col / xiter, or ppm (parts per million). The inner, rotatable part of the disc has a logarithmic division, which is read on the logarithmically divided scale of an ion keter Corresponds to the scale values, after the calibration addendum corresponds to the has been added to the sample submitted. The division of the rotatable disk applies in the event that the logarithmic Division of the ion meter comprises two decades with the count values 1, 10, 100.

Die Scheibe kann sowohl für die Additions- als auch für die Subtraktionsmethode verwendet werden, wobei die Gleichungen (10) und (11) die Grundlage für die Teilung der Scheibe bilden:The disc can be used for both the addition and the subtraction method, whereby the Equations (10) and (11) form the basis for the division of the disk:

Additionsmethode:Addition method:

log C_x - log (a . 10) - log (c - b) (10)log C _x - log (a. 10) - log (c - b) (10)

Subtraktionsmethode:Subtraction method:

log c « log (a . 10) - log (b - c) (11)log c «log (a. 10) - log (b - c) (11)

c » unbekannte Konzentrationc »unknown concentration

a « Eichzusatz beide Angaben im gleichen Maßsystem b » 10 Skalenteile (= Mitte der 2 Dekaden umfassendena «Calibration addition, both details in the same system of measurement b» 10 scale divisions (= middle of the 2 decades

log. Skala des Ionen-Meters) c « abgelesener Wert nach dem Aufstocken auf der log.log. Scale of the ion meter) c «read value after topping up to the log.

Skala.Scale.

Ar.nand der Jig. 1 und 2 werden svei Beispiele für die Verwendung der erfindungsg einäßen Vorrichtung erläutert, wo"bei die drehbare Scheibe nit 12 und der feststehende Sing ait Ί2 bezeichnet sind.Ar.nand the jig. 1 and 2 are examples of the Use of the device according to the invention explained, where "at the rotatable disc nit 12 and the fixed Sing ait Ί2 are designated.

Die praktische Konzentrationsmessung n^it einer lonen-Keter in Verbindung nit einer ionensensitiv er ließkette unter Benutzung der den Eriincuiirsgegens^ar.d darstellenden Hechenvcrrichtung soll anhard von ..vei Beispielen beschrieben werden.The practical concentration measurement n ^ with an ion keter in connection with an ion-sensitive chain using the one which represents the opposite of the eriincuir Hechenverrichtung should anhard von ..vei examples to be discribed.

1. AdditionsmetHode1. Addition method

Nach Ej tauchen der rle3kette in ein bel-:anntes VcluuieuiAfter Ej, the rle3kette plunges into a bel-: anntes Vcluuieui

der Probe v;r. der unbekannten .tlcr-.zentrr.ticn c^_ vi^d die Schiebeερer.:-ujig des Icn^rn-ileters ao abge^licher., daJ der Seiger auf die Kit 5- d- h. den Wert "!C. der logarithmiscli geteilten Skala su stehen kcxr.t. l'vji wird zur Irobe der Eichrusatz a gegeben v^id ar. Zeiger des Ionen-Keters der Vert c abgelesen.the sample v; r. the unknown .tlcr-.zentrr.ticn c ^ _ vi ^ d die Schieberερer.: - ujig des Icn ^r n-ileters ao ab ^ licher., that the Seiger on the kit 5- d- h. the value "! C. of the logarithmically divided scale su stand kcxr.t. l'vji the calibration phrase a is given to the Irobe v ^ id ar. Pointer of the ion-keter read off the vert c.

Beispiel: Eichzusatz a ■ Λ0 Gran^/Liter Probe Keßwert c « 15 SkalenteileExample: Calibration additive a 0 grain ^ / liter sample Keßwert c 15 divisions

Nach der in Pig« 1 auf der fiechenscheibe gegebenen Information unter Verwendung der für die Additionsüethode gültigen. Skala ist sonit der Wert 15 auf der Skala der inneren Scheibe auf den Vert 10 der Skala der äußeren Scheibe su stellen gegenüber den Pfeil der inneren Scheibe kann die gesuchte Eoncentration c iai ileßsysteia des Eich-Zusatzes niit 20 Gramm/Liter auf der äußeren Seheibe sofort abgelesen werden.According to the information given in Pig «1 on the odor disk using the for the addition method valid. The scale is therefore the value 15 on the scale of the Place the inner disc on the vert 10 of the scale of the outer disc, opposite the arrow on the inner disc can the sought concentration c iai ileßsysteia of the calibration addition niit 20 grams / liter on the outer disk immediately can be read.

2. 2. Subtraktions^ethodeSubtraction method

Nacli Eintauchen dez· Leßkeute ir. ein "bekannt es Volumen der Probe von der unbekannten Ilcnzentration c wird die Schiebespannung des Ionen-Meters so abgeglichen, daß der Zeiger auf die /litte, d. h. auf den Wert 10, der logarithmisch geteilten Skala au stehen IcomiQt. Jetzt wird sur Probe der EiciiEusatz a in Fern eines Fällungs- oder Eomplexierungsmittels für das gesuchte Ion gegeben und am Zeiger des lonen-Heters der wert c abgelesen.Nacli immersion dez · Leßkeute ir. A "known it volume of the The sample of the unknown concentration c becomes the sliding stress of the ion meter so that the pointer points to the / litte, i.e. H. to the value 10, which is logarithmic divided scale au stand IcomiQt. Now it's a test the EiciiEusatz a in the distance of a precipitating or complexing agent given for the desired ion and read off the value c on the pointer of the ion heterodyne.

Beispiel: Eichzusatz a = 5-Λ0 Mol/Liter ließwert c » 6 SkalenteileExample: Calibration additive a = 5- Λ0 mol / liter, value c »6 scale divisions

Nach Fig. 2 ist in diesem Fall der Wert 6 für die Subtraktionsmethode gültigen Skala der inneren Scheibe auf den Wert der Skala der äußeren Scheibe zu stellen gegenüber dem Pfeil der inneren Scheibe kann die Konzentration der Probe im Ileßsystem des Eichzusatzes zu 12,5-10 Hol/Liter abgelesen werden.According to FIG. 2, the value 6 for the subtraction method is in this case valid scale of the inner disk to the value of the scale of the outer disk opposite the The arrow on the inner disk shows the concentration of the sample in the measuring system of the calibration additive at 12.5-10 Hol / liter will.

Claims

Claim to protection

Computing device with a first part for receiving a an ion-sensitive measuring chain display of an ion-keter having a logarithmic scale and a second part for recording the value of a calibration additive, whereby the concentration is determined from the display and the value of the calibration additive, thereby g e k e η η ζ calibrates that the first part is an inner, rotatable disc (11) and the second part is concentric to it arranged, the disc surrounding fixed outer ring (12).