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JPS5853746B2 - Ion activity measurement electrode - Google Patents

Ion activity measurement electrode

Info

Publication number
JPS5853746B2
JPS5853746B2 JP12016675A JP12016675A JPS5853746B2 JP S5853746 B2 JPS5853746 B2 JP S5853746B2 JP 12016675 A JP12016675 A JP 12016675A JP 12016675 A JP12016675 A JP 12016675A JP S5853746 B2 JPS5853746 B2 JP S5853746B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
electrode
internal
silver
electrodes
Prior art date
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Expired
Application number
JP12016675A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5244692A (en
Inventor
弘一 小西
尚文 塔之岡
健二 東山
寛 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP12016675A priority Critical patent/JPS5853746B2/en
Publication of JPS5244692A publication Critical patent/JPS5244692A/en
Publication of JPS5853746B2 publication Critical patent/JPS5853746B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素イオン活量測定用選択性電極、特に感応膜
の被検液と接しない内側の感応膜面に直接内部電極を接
合した構造の電極に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a selective electrode for measuring hydrogen ion activity, and particularly to an electrode having a structure in which an internal electrode is directly bonded to the inner sensitive membrane surface of the sensitive membrane that does not come into contact with a test liquid.

さらに詳細に述べれば、水素イオンに選択的に応答する
ガラス感応膜面内側表面に Ag2S 1203 p Lt2S 1205 p B
a3 S 13013 yAg tLiF、Ag2Oな
どのガラス膜構成成分との化合物を含有したハロゲン化
銀、硫化銀、あるいはその他の銀化合物もしくはそれら
の混合物を有し、その表面に通常使用されている導電性
ペイントでリード線を接合した構造を有する電極に関す
るものである。
More specifically, Ag2S 1203 p Lt2S 1205 p B is present on the inner surface of the glass sensitive membrane that selectively responds to hydrogen ions.
a3 S 13013 yAg tA conductive paint that contains silver halide, silver sulfide, or other silver compounds or mixtures thereof containing compounds with glass film components such as LiF and Ag2O, and is commonly used on its surface. The present invention relates to an electrode having a structure in which lead wires are joined to each other.

そして、上記のようなガラス内面と導電性ペイントの中
間層を作るには、ガラス膜にAg+。
In order to create an intermediate layer between the inner surface of the glass and the conductive paint as described above, Ag+ is added to the glass film.

F−を含む溶液を滴下し、加熱して反応生成物を固着さ
せ、塩化物溶液に浸漬して反応生成物表面をAgClに
変え、加熱して反応生成物中の水分を完全に除去する。
A solution containing F- is dropped, heated to fix the reaction product, immersed in a chloride solution to change the surface of the reaction product to AgCl, and heated to completely remove water in the reaction product.

基準電極、たとえば飽利カロメル電極、銀−塩化銀電極
と水素イオン活量測定電極とを被検液に浸し、その間に
生じた電位差を電位差計で測定し、他イオンの共存中で
選択的に目的とする水素イオン活量濃度を定量する水素
イオン選択性電極法は、その簡便性、安全性、連続測定
性、正確性、および測定範囲の広さなどの数々の長所を
有しているため、近年急速に発展した。
A reference electrode, such as a saturated calomel electrode, a silver-silver chloride electrode, and a hydrogen ion activity measuring electrode are immersed in the test solution, and the potential difference generated between them is measured with a potentiometer. The hydrogen ion selective electrode method for quantifying the target hydrogen ion activity concentration has many advantages such as simplicity, safety, continuous measurement, accuracy, and wide measurement range. , has developed rapidly in recent years.

現在までに開発、市販された水素イオン活量測定用のガ
ラス電極(以下pH電極、pMe電極と記す)について
考察するに、外見上は一応完成の域に達しているように
見受けられるが、なお解決しなければならない大きな欠
点を有している。
Considering the glass electrodes for measuring hydrogen ion activity (hereinafter referred to as pH electrodes and pMe electrodes) that have been developed and commercially available up to now, they appear to have reached the stage of completion from the outside. It has major drawbacks that must be resolved.

そのうちの一つの大きな問題点が感応膜内側に発生した
電位差を外部導線に受与する接続方法である。
One of the major problems is the connection method in which the potential difference generated inside the sensitive membrane is transferred to the external conductor.

pH,pNa、pKなどのガラス電極については、内部
標準溶液、内部標準電極たとえば飽和カロメル電極、銀
−塩化銀電極を介して外部導線に接続されている。
Glass electrodes for pH, pNa, pK, etc. are connected to external conductors via internal standard solutions and internal standard electrodes such as saturated calomel electrodes and silver-silver chloride electrodes.

通常行なわれている前述の構造で一応水素イオン活量測
定電極としての目的は達成されているが、まだ、次の重
大な問題点を内蔵している。
Although the conventional structure described above has achieved the purpose of an electrode for measuring hydrogen ion activity, it still has the following serious problems.

すなわち、第1に内部標準溶液、内部基準電極を必要と
し、かつ電極全体がガラス製であるため、その製造法に
は高度な技術を要する。
That is, first, an internal standard solution and an internal reference electrode are required, and since the entire electrode is made of glass, the manufacturing method thereof requires advanced technology.

第2にpHおよびpMeガラス電極感応膜自体非常に高
抵抗であるため、その内部抵抗を低くする目的で感応膜
そのものを非常に薄くせざるをえない。
Secondly, since the pH and pMe glass electrode sensitive membrane itself has a very high resistance, the sensitive membrane itself must be made very thin in order to lower its internal resistance.

その結果、感応膜が非常に破損しやすい。As a result, the sensitive membrane is highly susceptible to damage.

そのためpHpMeガラス電極の取り扱いには細心の注
意が必要であり、破損しやすい環境では使用できない。
Therefore, pHpMe glass electrodes must be handled with great care and cannot be used in environments where they are easily damaged.

第3に内部標準溶液、内部基準電極を使用していること
も重大な欠点である。
Third, the use of an internal standard solution and internal reference electrode is also a serious drawback.

pI(、pMeガラス電極用の感応膜は通常、高アルカ
リ金属を含むガラスを必要とする。
Sensitive membranes for pI(, pMe glass electrodes typically require glasses containing high alkali metals.

その結果、ガラス自体の内部構造は5i−0の骨格が広
く開いた構造をしているため、ガラスそのものの耐水性
、耐久性が極端に悪い。
As a result, the internal structure of the glass itself has a structure in which the 5i-0 skeleton is widely open, so the water resistance and durability of the glass itself are extremely poor.

そのため内部標準溶液に接しているガラス感応膜表面は
水利構造をとり、アルカリ金属が除徐に内部標準溶液中
に溶出する。
Therefore, the surface of the glass sensitive membrane in contact with the internal standard solution takes on a water-conserving structure, and the alkali metal gradually dissolves into the internal standard solution.

通常の内部標準溶液の入ったpH,pMeガラス電極の
内側のガラ\、ス表面は、前述した理由で深部まで水和
した構造を有し、アルカリ金属イオンが溶出し続ける。
The inner glass surface of a pH/pMe glass electrode containing a normal internal standard solution has a deeply hydrated structure for the reasons mentioned above, and alkali metal ions continue to elute.

そのためガラス感応膜内側は徐々に浸蝕されるとともに
、溶出したアルカリ金属イオンのため内部標準溶液のp
H,イオン濃度が変化することになり。
As a result, the inside of the glass sensitive membrane is gradually eroded, and due to the eluted alkali metal ions, the internal standard solution has a
H, ion concentration will change.

そのため起電力が変化して行く。Therefore, the electromotive force changes.

これらの理由による不斉電位の増加は防ぎようのない欠
陥となっている。
The increase in asymmetric potential due to these reasons has become an unavoidable defect.

また、これらの問題点を解決するため感応膜内側に直接
内部電極を接合する方法が発表されているが完全なもの
はない。
Further, in order to solve these problems, methods have been announced in which internal electrodes are directly bonded to the inside of the sensitive membrane, but there is no perfect method.

すなわち、ガラス感応膜の破損の問題が解決されてなか
ったり、これまでの内部電極を直接接続したpHあるい
はpMeガラス電極は、ガラス感応膜と内部電極との接
合状態が物理的な接続となっているため、長期連続測定
中あるいは貯蔵中に、ガラス膜と接合した導電体との界
面が剥離したり、変化したりするため、内部起電力が変
化する。
In other words, the problem of damage to the glass sensitive membrane has not been solved, and in the case of conventional pH or pMe glass electrodes in which internal electrodes are directly connected, the state of bonding between the glass sensitive membrane and internal electrodes is a physical connection. During long-term continuous measurement or storage, the interface between the glass film and the bonded conductor peels off or changes, causing the internal electromotive force to change.

また光によって電位差が変化したり、0点電位が大きく
ずれていて、通常の基準電極、pHメーターを使用した
場合、0点訳節範囲外にあったりする。
In addition, the potential difference changes due to light, and the zero point potential deviates significantly, and when using a normal reference electrode or pH meter, it may be outside the zero point range.

市販されているpHガラス電極は等温交点がpH7附近
になっているが、現在までに発表されたソリッド・ステ
ートpH電極は等温交点がはずれているため、温度補償
ができず、温度変化のある被検液のpH値を正しく測定
できないなど多大の欠点を有している。
Commercially available pH glass electrodes have an isothermal intersection around pH 7, but the solid-state pH electrodes released to date have an isothermal intersection that is off, so they are unable to compensate for temperature and cannot be used with objects subject to temperature changes. It has many drawbacks, such as the inability to accurately measure the pH value of the test solution.

本発明は前述の問題点をすべて解決した新しい感応膜−
導電体の接合方法、特にガラス感応膜と接合した内部電
極を化学結合によって接続したもので、その内部構造に
関するものであり、その特徴は次の通りである。
The present invention is a new sensitive film that solves all the above-mentioned problems.
This is a method of bonding a conductor, in particular, a method in which an internal electrode bonded to a glass sensitive membrane is connected by chemical bonding, and relates to its internal structure, and its characteristics are as follows.

本発明の特徴はpHおよびpMeガラス電極より内部標
準溶液を取り除いたことである。
A feature of the present invention is that the internal standard solution was removed from the pH and pMe glass electrodes.

本発明の接合構造によれば、ガラス感応膜内側に直接内
部電極が化学的方法による化学結合で接合でき、内部標
準溶液、内部基準電極を完全に省略できる。
According to the bonding structure of the present invention, the internal electrode can be directly bonded to the inside of the glass sensitive membrane by chemical bonding using a chemical method, and the internal standard solution and internal reference electrode can be completely omitted.

その結果、ガラス感応膜内側の水利層はほとんどないか
、あってもそれが非常に薄く、かつ、内部標準溶液がな
いので水利層の生成進行がおこらない。
As a result, there is almost no hydration layer inside the glass-sensitive membrane, or even if there is, it is very thin, and since there is no internal standard solution, the formation of the hydration layer does not occur.

そのため、ガラス膜の浸蝕と内部標準溶液の変動に起因
していた、従来の不斉電位や電位のドリフトなどを、完
全に除去することができる。
Therefore, it is possible to completely eliminate conventional asymmetric potentials and potential drifts caused by erosion of the glass membrane and fluctuations in the internal standard solution.

また、内部標準溶液を取り除いたため、内部標準溶液の
沸騰、凍結によるガラス感応膜の破損がまったく起らな
くなったことはいうまでもない。
Furthermore, since the internal standard solution was removed, it goes without saying that damage to the glass sensitive membrane due to boiling or freezing of the internal standard solution did not occur at all.

さらに本発明の特徴は、ガラス感応膜の内側に直接接合
した導電体物質の種類、内部中間層の厚み、内部構造な
どを自由に選定変換できる結果、ガラス電極感応膜内側
の起電力を任意に変化設定できることにある。
Furthermore, a feature of the present invention is that the type of conductive material directly bonded to the inside of the glass electrode sensitive membrane, the thickness of the internal intermediate layer, the internal structure, etc. can be freely selected and changed, so that the electromotive force inside the glass electrode sensitive membrane can be adjusted arbitrarily. It is possible to set changes.

これは感応膜内側界面−内部導電体界面での接触電位が
化合物の種類、内部構造により種々変化するという事実
にもとづいている。
This is based on the fact that the contact potential at the inner interface of the sensitive membrane and the interface of the internal conductor varies depending on the type and internal structure of the compound.

その結果、外部基準電極と、pH,pMeガラス電極間
のO点電位は外部被検液の種々の濃度領域でOmVとす
ることができる。
As a result, the O point potential between the external reference electrode and the pH, pMe glass electrode can be OmV in various concentration ranges of the external test liquid.

これは、連続測定用システムにこれらのpHypMeガ
ラス電極を組み込めば、ある基準濃度(環境計測の場合
は、排水排出基準、プロセス・コントロールの場合は、
コントロールすべき境界濃度など)に対し、現在の計測
機器では0点調節できない領域をも任意にカバーできる
ことである。
This means that if these pHypMe glass electrodes are incorporated into a continuous measurement system, a certain reference concentration (e.g., wastewater discharge standards for environmental measurement, or process control,
This means that it is possible to arbitrarily cover areas where current measuring instruments cannot adjust the zero point (for example, the boundary concentration to be controlled).

設定濃度をOmVにすることができれば、電極の較正、
計測の監視に非常に有効である。
If the set concentration can be set to OmV, electrode calibration,
Very effective for monitoring measurements.

さらに本発明の別の特徴は、従来の市販ガラス電極に比
べて、数100倍以上の機械的な強度を有することにあ
る。
Furthermore, another feature of the present invention is that it has mechanical strength several hundred times more than conventional commercially available glass electrodes.

すなわち、ガラス感応膜内側に直接内部電極が接合でき
るため、合成樹脂で完全にモールドでき、そのため従来
使用不可能であった環境下においても測定が可能になっ
たことは熱論であるが、その取り扱い、補修が格段にた
やすくなった。
In other words, since the internal electrode can be bonded directly to the inside of the glass sensitive membrane, it can be completely molded with synthetic resin, and it is a hot theory that measurements can be made even in environments where it could not be used in the past. , making repairs much easier.

さらに、これまでに発表された内部溶液を省略しハロゲ
ン化銀を直接ガラス感応膜内側に連結したpH,pMe
ガラス電極では、光に敏感で光の強度、光の波長などの
変化に対して起電力が変化していたが、本発明の構造を
有するpH。
Furthermore, we have developed pH and pMe systems that omit the internal solution and directly connect silver halide to the inside of the glass-sensitive membrane.
Glass electrodes are sensitive to light and the electromotive force changes with changes in light intensity, light wavelength, etc., but the pH of the structure of the present invention.

pMeガラス電極は、光の強度、波長の変化に対してほ
とんど影響を受けない。
The pMe glass electrode is almost unaffected by changes in light intensity and wavelength.

これも別の大きな特徴である。This is another major feature.

それは、本発明の構造体のように、ガラス感応膜内側−
ハロゲン化銀間の間にAg25i205 、BaSt2
05tLiFtAgOなどの化合物が存在することに起
因している。
That is, like the structure of the present invention, the inside of the glass sensitive membrane -
Between silver halide Ag25i205, BaSt2
This is due to the presence of compounds such as 05tLiFtAgO.

その詳細な理由はまだ判明しないが、光に対する影響を
取り除くことができたことは、本発明の大きな特徴の一
つである。
Although the detailed reason for this is not yet clear, one of the major features of the present invention is that the influence on light can be removed.

また、本発明のように、ガラス感応膜内側界面では、A
g2 S I 205 、 B a S 1205など
の化合物が強固に化学結合し、かつ、Ag2 S 12
05の表面では、連続的にハロゲン化銀あるいはその他
の銀化合物を有する構造であるため、本発明のpH,p
Meガラス電極を、連続測定中、あるいは、貯蔵中に内
部の接触電位が変化しないことである。
Further, as in the present invention, at the inner interface of the glass sensitive film, A
Compounds such as g2 S I 205 and B a S 1205 are strongly chemically bonded, and Ag2 S 12
Since the surface of 05 has a structure continuously containing silver halide or other silver compounds, the pH and p
The internal contact potential of the Me glass electrode does not change during continuous measurement or storage.

従来、内部標準溶液を省略したソリッド・ステートpH
Traditionally, solid-state pH eliminates the internal standard solution
.

pMeガラス電極が発明されたが実用化に至らなかった
重大なポイントの一つは、ガラス感応膜と直接接合した
内部電極が物理的接合であったためである。
Although the pMe glass electrode was invented, one of the important points that it was not put into practical use was that the internal electrode was directly bonded to the glass sensitive membrane through physical bonding.

さらに本発明の別の特徴は、等温交点が現在市販されて
いる内部標準溶液、内部基準電極を有するpHガラス電
極のそれと一致しているところにある。
Yet another feature of the present invention is that the isothermal intersection is consistent with that of currently commercially available internal standard solutions and pH glass electrodes with internal reference electrodes.

これまで発明されたソリッド・ステートpHガラス電極
は、等温交点が極端に酸性側にずれているため、温度補
償電極を使用できず、温度変化のある被検液中では正し
くpH測定することができなかった。
With the solid-state pH glass electrodes invented so far, the isothermal intersection point is extremely shifted to the acidic side, making it impossible to use temperature-compensated electrodes and making it impossible to accurately measure pH in test liquids with temperature changes. There wasn't.

これに対して、本発明の内部構造を有するガラス電極は
等温交点がpH6〜8の間に存在するため、市販されて
いるpHメーター、温度補償電極をそのまま適用し、被
検液の温度O〜100℃の領域で完全に温度補償するこ
とができ、正しいpH測定ができる。
On the other hand, since the glass electrode having the internal structure of the present invention has an isothermal intersection between pH 6 and 8, commercially available pH meters and temperature compensation electrodes can be applied as they are, and the temperature of the test liquid can be It is possible to completely compensate for the temperature in the 100°C range, allowing accurate pH measurement.

すなわち、本発明の内部構造体は、接触電位、等温交点
、光の影響、O点電位などが相互に関連しており、本発
明によりこれまでの多くの欠点を克服できたことは、非
常に大きな特徴である。
In other words, in the internal structure of the present invention, contact potential, isothermal intersection, light influence, O point potential, etc. are interconnected, and the fact that the present invention has been able to overcome many of the previous drawbacks is extremely significant. This is a major feature.

また、本発明のような構造を有する内部電極接合体、接
合方法は、いかなるガラス組成の感応膜にも適用できる
ので、ガラス感応膜を用いた新しい水素イオン活量測定
用ソリッド・ステート電極の開発にも寄与できることは
明白である。
Furthermore, since the internal electrode assembly and bonding method having the structure of the present invention can be applied to a sensitive membrane of any glass composition, it is possible to develop a new solid-state electrode for measuring hydrogen ion activity using a glass sensitive membrane. It is clear that it can also contribute to

本発明の内部構造体を有するpT(、pMeガラス電極
の種々の電極特性(電位中、測定範囲、応答速度、電位
の安定性など)は、現在市販されているpH,pMeガ
ラス電極のそれに対して同等あるいはそれ以上である。
Various electrode properties (potential, measurement range, response speed, potential stability, etc.) of the pT(, pMe glass electrode) having the internal structure of the present invention are different from those of currently commercially available pH, pMe glass electrodes. It is the same or better.

以下実施例に従って説明する。A description will be given below according to examples.

実施例 1 まず、本発明の内部電極構造体の一例を次に示す。Example 1 First, an example of the internal electrode structure of the present invention will be shown below.

本発明の内部構造体を有するpH,pMeガラス電極は
、ガラス感応膜のいかなる形状のものにも適用でき、製
造することができるが、その中で平板状pHガラス電極
について述べる。
Although the pH, pMe glass electrode having an internal structure of the present invention can be applied and manufactured to any shape of glass sensitive membrane, a flat pH glass electrode will be described.

pHに選択的に応答するガラス平板は、特願昭49−1
45944号明細書に詳述しであるように、まずpH応
答性のガラス円板を用いた。
A glass flat plate that selectively responds to pH is disclosed in Japanese Patent Application 1986-1.
First, a pH-responsive glass disk was used, as detailed in the '45944 specification.

また、ガラス円板の周囲をエポキシ樹脂などでマスクし
、マスクされてない中央部分のガラス上にAg+、F−
イオンを含有する溶液(AgF溶液、AgNO3−HF
混合溶液。
In addition, mask the periphery of the glass disk with epoxy resin, etc., and place Ag+, F- on the unmasked central part of the glass.
Solutions containing ions (AgF solution, AgNO3-HF
mixed solution.

AgN03−NH,F混合溶液などAg+とF−イオン
含有する溶液であれば、いかなる種類の溶液でもよい。
Any type of solution may be used as long as it contains Ag+ and F- ions, such as an AgN03-NH,F mixed solution.

また錯塩や不溶性の化合物でも溶液中で反応してA g
+p F−イオンを放出するものであれば、いかなる
溶液でもよい。
Complex salts and insoluble compounds can also react in solution to produce A g
Any solution may be used as long as it releases +p F- ions.

また、気体、霧状態などで反応させてもよいことはいう
までもない)を滴下し、室温あるいは室温〜100’C
で加熱して、ガラス感応膜上にA g 十y F−イオ
ン反応生成物を固着させる。
It goes without saying that the reaction may be carried out in a gaseous or mist state, etc.) and then heated at room temperature or room temperature to 100'C.
to fix the A g y F-ion reaction product on the glass sensitive membrane.

固着生成物はX線回折回析の結果、Ag+、F−イオン
とガラス感応膜組成との反応生成物であることが判明し
た。
As a result of X-ray diffraction analysis, the fixed product was found to be a reaction product of Ag+, F- ions and the glass sensitive membrane composition.

その内容はBa5t03 ・H2CLAg20+L+2
St205yBa3S 1303.Ag t S t0
2 、Ag2st205 t LIF tBaF2.A
gFなどであり、その反応生成物はガラス感応膜と非常
に強固に化学結合している。
The contents are Ba5t03 ・H2CLAg20+L+2
St205yBa3S 1303. Ag t S t0
2, Ag2st205 t LIF tBaF2. A
gF, etc., and its reaction product has a very strong chemical bond with the glass sensitive membrane.

そしてこの化合物は低抵抗の電気導電体であることも判
明している。
This compound has also been found to be a low-resistance electrical conductor.

上記反応生成物が完全に固着した後、水洗し、酸性ある
いは中性あるいはアルカリ性の溶液中、KCl、LiC
lなどの塩化合物を溶かした溶液中に浸漬するか、ある
いはC4を含むガス雰囲気中で反応させて上記反応生成
物の表面層をAgClに変換する。
After the reaction product is completely fixed, it is washed with water, and then washed with KCl, LiC, in an acidic, neutral or alkaline solution.
The surface layer of the reaction product is converted to AgCl by immersing it in a solution containing a salt compound such as Cl, or by reacting it in a gas atmosphere containing C4.

このAg(J’に変換する工程は、前述した方法以外の
種々の方法でもまったく同じ結果を示す。
This step of converting into Ag(J' shows exactly the same result even if various methods other than the above-mentioned method are used.

その後、水洗し、室温からAgClの融点までの範囲内
の温度で乾燥する。
Thereafter, it is washed with water and dried at a temperature ranging from room temperature to the melting point of AgCl.

この目的はガラス板上に固着したAg+、F−イオンと
の反応生成物や、AgCl生成物中の過剰の水分を除去
するためである。
The purpose of this is to remove reaction products with Ag+ and F- ions fixed on the glass plate and excess water in the AgCl product.

溶液が残存しておれば、製造したガラス電極の寿命、O
点電位などに影響を与えることは多数の実験結果より確
認済みである。
If the solution remains, the life of the manufactured glass electrode, O
It has been confirmed through numerous experimental results that it has an effect on point potential, etc.

それからAgCl表面層上に、通常の方法でリード線を
接合し、合成樹脂でモールドしてpHガラス電極とする
Then, lead wires are bonded onto the AgCl surface layer using a conventional method and molded with synthetic resin to form a pH glass electrode.

その内部構造を第1図に示した。1はpH感応ガラス板
、2はA g ” g F−イオンとガラス組成元素と
の反応生成物であるAg2S i20.、。
Its internal structure is shown in Figure 1. 1 is a pH-sensitive glass plate, and 2 is Ag2S i20., which is a reaction product of Ag''gF- ions and glass composition elements.

Ba513013 、Lt2St203 、Ag2oな
どの反応生成物層、3はAg25i206.Ag2O,
AgなどとCI−イオンとの反応生成物であるAgCJ
’層、4は導電性ペイント、5はリード線である。
Reaction product layer such as Ba513013, Lt2St203, Ag2o, 3 is Ag25i206. Ag2O,
AgCJ is a reaction product of Ag etc. and CI- ion.
' layer, 4 is conductive paint, and 5 is a lead wire.

この構造体においてAgCl層は勿論であるが、Ag+
、F−イオンとガラス組成元素との反応物のAg25i
20.tBast30□、などの中間層2の存在するこ
とが非常に重要である。
In this structure, not only the AgCl layer but also the Ag+
, Ag25i, a reaction product of F- ions and glass composition elements
20. The presence of an intermediate layer 2 such as tBast30□ is very important.

この中間層2が存在するために、AgCl層3が光の影
響を受けなかったり、等温交点が市販のpHガラス電極
と同等になったり、あるいはガラス板1とAg(Ji層
3とを強く固着させ、ガラス板1に発生あるいは移動し
てきたアルカリ金属イオンあるいは電子をスムーズに外
部リード線5に受与する役目をはたしている。
Due to the existence of this intermediate layer 2, the AgCl layer 3 is not affected by light, the isothermal intersection is equivalent to that of a commercially available pH glass electrode, or the glass plate 1 and the Ag (Ji layer 3) are strongly bonded. It serves to smoothly receive alkali metal ions or electrons generated or transferred to the glass plate 1 to the external lead wire 5.

かかる内部構造を有するpHガラス電極は、pH範囲O
〜12までネルンスト応答を示し、被検液のpHが7で
外部基準電極として銀−塩化銀電極を使用した時の0点
電位は±30 m V以内に完全におさまる。
A pH glass electrode with such an internal structure has a pH range of O
A Nernst response is shown up to 12, and the zero point potential is completely within ±30 mV when the pH of the test solution is 7 and a silver-silver chloride electrode is used as an external reference electrode.

また、等温交点はpH6〜8の間に存在するから、通常
のpHメーター、温度補償電極で温度補償した場合、被
検液の温度20〜60’C間で±0、1 pHの精度で
pH測定ができることが判明した。
In addition, since the isothermal intersection exists between pH 6 and 8, when temperature compensation is performed using a normal pH meter and temperature compensation electrode, the pH can be adjusted with an accuracy of ±0.1 pH between the temperature of the test liquid between 20 and 60'C. It turns out that it can be measured.

これは今まで開発されたソリッド・ステートpH電極で
は不可能であったものである。
This is something that has not been possible with solid state pH electrodes developed to date.

また、内部構造体の接合は完全なため、かつ、AgCl
中に遊離のAg25i205などの電気導電体が分散し
ているため、AgClの電気抵抗は低く、そのためpH
電極としての応答速度は速く、現在市販されているpH
ガラス電極と同等の特性を示す。
In addition, since the internal structure is perfectly bonded, and AgCl
Because electrical conductors such as free Ag25i205 are dispersed in it, the electrical resistance of AgCl is low, and therefore the pH
The response speed as an electrode is fast, and currently commercially available pH
Shows characteristics equivalent to glass electrodes.

本発明の内部構造を有するガラス電極は、ガラス感応膜
だけを、pNa、pK、pNH4,pAgなどに選択的
に応答するガラス組成を有するものと交換し、実施例に
示した方法でそれぞれの電極を製造すれば、応答特性の
きわめてよいpNaypKypNH4t T)Agなど
のガラス電極を作ることができる。
In the glass electrode having the internal structure of the present invention, only the glass sensitive membrane is replaced with one having a glass composition that selectively responds to pNa, pK, pNH4, pAg, etc., and each electrode is prepared by the method shown in the example. By manufacturing this, a glass electrode such as pNaypKypNH4tT)Ag with extremely good response characteristics can be made.

また、AgCl以外のハロゲン化銀、種々のハロゲン化
銀の混合物、あるいは、ハロゲン化銀以外の銀化合物、
特にその導電性がpH,pMeガラス感応膜の電気抵抗
(108〜109Ω/crIt)より低い化合物すべて
が本発明の内部電極に使用できることは実証済みである
In addition, silver halides other than AgCl, mixtures of various silver halides, or silver compounds other than silver halides,
In particular, it has been demonstrated that all compounds whose conductivity is lower than the electrical resistance (108 to 109 Ω/crIt) of the pH, pMe glass sensitive membrane can be used for the internal electrode of the present invention.

(たとえば、A g 2 S tAg2SeyAg2T
etAg2s−ハロゲン化銀、Ag2O,Ag3PO4
など。
(For example, A g 2 S tAg2SeyAg2T
etAg2s-Silver halide, Ag2O, Ag3PO4
Such.

)第1表に本発明の方法で作ったpHガラス電極の特性
の1部を示した。
) Table 1 shows some of the characteristics of the pH glass electrode made by the method of the present invention.

実施例 2 本発明の内部電極接合構造において、実施例1の方法で
pH,pMeガラス感応膜上にAg+。
Example 2 In the internal electrode junction structure of the present invention, Ag+ was deposited on the pH, pMe glass sensitive film by the method of Example 1.

F−イオンとガラス感応膜との反応生成物であるAg2
5j205yBaSi3013 t L t Fなどを
固着させた後、その反応生成物層をハロゲン化銀あるい
は、それ以外の銀化合物に変換するが、この過程でその
変換の程度をより強くすれば第2図に示した構造を有す
るpH,pMeガラス電極内部構造体が生成する。
Ag2 is a reaction product between F- ion and glass sensitive membrane.
After fixing 5j205yBaSi3013 t L t F, etc., the reaction product layer is converted to silver halide or other silver compounds, but if the degree of conversion is made stronger in this process, the result shown in Figure 2 is obtained. A pH, pMe glass electrode internal structure having a similar structure is generated.

すなわち、10はpH,pMeガラス感応膜、11はA
g +、F−イオンとガラス感応膜との反応生成物、1
2はこの反応生成物の一部ハロゲン化銀あるいはそれ以
外の銀化合物に変換した層、13は導電性ペイント、1
4はリード線である。
That is, 10 is pH, pMe glass sensitive membrane, 11 is A
g +, reaction product of F- ion and glass sensitive membrane, 1
2 is a layer in which part of this reaction product is converted into silver halide or other silver compounds; 13 is a conductive paint; 1
4 is a lead wire.

ガラス感応膜と、ハロゲン化銀あるいは、その他の銀化
合物との2層構造の中の、ハロゲン化銀あるいはその他
の銀化合物中に、Ag2 S 1205 tLi25i
205 、 Ba5i3013. BaSiO3・H2
O、LiF 、 Ag 。
In a two-layer structure of a glass sensitive film and a silver halide or other silver compound, Ag2 S 1205 tLi25i is contained in the silver halide or other silver compound.
205, Ba5i3013. BaSiO3・H2
O, LiF, Ag.

Ag2O,BaF2.AgF−8i02などが分散した
構造の内部構造体が製造できる。
Ag2O, BaF2. An internal structure in which AgF-8i02 and the like are dispersed can be manufactured.

この構造のガラス電極も実施例1で記述した方法のもの
と回等の電極特性を示す。
The glass electrode with this structure also exhibits electrode characteristics similar to those of the method described in Example 1.

一つの相違は、ガラス電極自体のO魚雷位が変化するこ
とである。
One difference is that the O torpedo position of the glass electrode itself changes.

すなわち、同一内部構造構成体物質を使用しても、Ag
十、F−イオンの反応で生成したAg2S 1205
y L 12 S 1205などの物質のハロゲン化物
、あるいは、その他の銀化合物への変換過程で、その厚
さあるいは反応深度を変えることにより、0魚雷位を任
意に変化させることができる。
That is, even if the same internal structure constituent materials are used, Ag
10. Ag2S 1205 produced by the reaction of F- ions
In the process of converting a substance such as y L 12 S 1205 into a halide or other silver compound, the 0 torpedo level can be changed arbitrarily by changing the thickness or reaction depth.

本過程により0魚雷位を約±50mV変化させることが
可能である。
Through this process, it is possible to change the 0 torpedo level by approximately ±50 mV.

またpMeガラス電極において、0魚雷位を希望する値
にするためには、ハロゲン化銀の種類や混合割合を変え
たり、その他の銀化合物への変換したり、あるいは、こ
れらすべての銀化合物の混合物に変えたりすれば約±5
00mVの範囲で0魚雷位を任意に設定できることが実
証された。
In addition, in order to achieve the desired value of 0 torpedo level in the pMe glass electrode, it is necessary to change the type and mixing ratio of silver halide, convert it to other silver compounds, or use a mixture of all these silver compounds. If you change it to about ±5
It has been demonstrated that the 0 torpedo level can be set arbitrarily within the range of 00 mV.

これは、システム用など、ある設定測定値が任意の電位
差を示すように電極自体で変化させることができるとい
う特長をもっている。
This has the advantage that the electrode itself can be changed so that a certain set measurement value indicates an arbitrary potential difference, such as for a system.

ちなみに、現在市販されているpHメーターの大部分は
O魚雷位の調節が±100mV前後しか変動させること
ができない。
By the way, most of the pH meters currently on the market can only adjust the O torpedo level by around ±100 mV.

実施例1,2においては、本発明の内部構造を有するガ
ラス電極の製造法の主な例を述べたが、その他の類似の
方法、あるいは、異なった方法で製造した電極について
も同じ性能のものが作れることは、いうまでもない。
In Examples 1 and 2, main examples of the manufacturing method of the glass electrode having the internal structure of the present invention were described, but electrodes manufactured by other similar methods or different methods may also have the same performance. Needless to say, it can be made.

実施例 3 第3,4図は本発明の内部構造を有するpHおよびpM
eガラス感応膜−内部電極構造体をpHおよびpMeガ
ラス電極とした構造の一例である。
Example 3 Figures 3 and 4 show the pH and pM of the internal structure of the present invention.
This is an example of a structure in which the e-glass sensitive membrane-internal electrode structure is used as pH and pMe glass electrodes.

すなわち、第3図において、20はpHおよびpMe応
答性ガラス膜、21は実施例1,2で記述した本発明の
内部構造を有するpHおよびpMeガラス膜−内部電極
直接接合体、22は通常の方法(たとえば、導電性銀ペ
イントを使用)でリード線23を接合したもの、25は
モールド合成樹脂であり、このモールド樹脂とガラス膜
は完全に密封した。
That is, in FIG. 3, 20 is a pH and pMe responsive glass membrane, 21 is a pH and pMe glass membrane-internal electrode direct assembly having the internal structure of the present invention described in Examples 1 and 2, and 22 is a normal The lead wire 23 was joined by a method (for example, using conductive silver paint), and 25 was a molded synthetic resin, and the molded resin and the glass film were completely sealed.

26はキャップである。次に第4図において、30はp
HおよびpMeガラス感応膜、31は実施例1,2で記
述した本発明による内部電極、33はリード線であり、
内部電極31には通常の方法たとえば導電性銀ペイント
32によって連結した。
26 is a cap. Next, in Figure 4, 30 is p
H and pMe glass sensitive membrane, 31 is the internal electrode according to the invention described in Examples 1 and 2, 33 is a lead wire,
The internal electrodes 31 were connected in a conventional manner, such as by conductive silver paint 32.

36はキャップである。35は支持管(たとえば非イオ
ン選択性ガラス管)であり、ガラス感応膜30とは符号
38の部分で融着したものである。
36 is a cap. 35 is a support tube (for example, a non-ion selective glass tube), which is fused to the glass sensitive membrane 30 at a portion 38.

支持管35の内部37には合成樹脂で密封するか、また
は、空所のままでよい。
The interior 37 of the support tube 35 may be sealed with synthetic resin or may be left empty.

第3図および第4図に示したpHおよびpMeガラス電
極は、非常に良好な電極特性を示す。
The pH and pMe glass electrodes shown in FIGS. 3 and 4 exhibit very good electrode properties.

選択性、検出感度、応答速度などは、使用したガラス感
応膜の組成によるが、その電極特性は非常に良好であり
、その特性は実施例1,2で記述したとおりである。
The selectivity, detection sensitivity, response speed, etc. depend on the composition of the glass sensitive membrane used, but the electrode characteristics are very good and are as described in Examples 1 and 2.

以上本発明のpH,pMeガラス電極について実施例に
もとづいて記述したが、本発明の内部構造体電極を使用
すれば、現在市販されているpH。
The pH and pMe glass electrodes of the present invention have been described above based on Examples, but if the internal structure electrode of the present invention is used, the pH and pMe glass electrodes of the present invention can be used.

pMeガラス電極(内部標準溶液、内部基準電極を有す
る)と同等、あるいは、それ以上の電極特性をもつ完全
ソリッド・ステートpH,pMeガラス電極を製造する
ことができる。
It is possible to manufacture a completely solid-state pH, pMe glass electrode with electrode properties equal to or better than that of a pMe glass electrode (having an internal standard solution and an internal reference electrode).

本発明により。エポキシ樹脂などの合成樹脂でモールド
した完全密封型pH,pMeガラス電極が製造でき、電
極の機械的強度は飛躍的に向上し、その応用範囲も飛躍
的に拡大するものである。
According to the present invention. Completely sealed pH, pMe glass electrodes molded with synthetic resins such as epoxy resins can be manufactured, the mechanical strength of the electrodes will be dramatically improved, and the range of applications will be dramatically expanded.

また、完全なソリッド・ステートpHおよびpMeガラ
ス電極であるため、非常にコンパクトな種々の形状のガ
ラス電極が製造できるため、これまでに使用されていた
以外の分野、方法にも応用できる。
In addition, since it is a completely solid-state pH and pMe glass electrode, very compact glass electrodes of various shapes can be manufactured, so that it can be applied to fields and methods other than those previously used.

さらに詳細に述べるならば、本発明のガラス電極は電位
幅、検出感度、応答速度、電位の安定性、寿命、破壊強
度が非常にすぐれた特性を示し、かつ、1種類の導電性
化合物を接合した、これまでのソリッド・ステートpH
およびpMeガラス電極ではO魚雷位が急激に移動して
いたり、あるいは特定の値に変動させることは困難であ
ったが、本発明のpHおよびpMeガラス電極はそれが
電極特性に影響することなく、簡単に変動できる。
More specifically, the glass electrode of the present invention exhibits excellent characteristics in terms of potential width, detection sensitivity, response speed, potential stability, lifespan, and breaking strength, and is capable of bonding one type of conductive compound. The previous solid state pH
With the pH and pMe glass electrodes, the O torpedo level moved rapidly or it was difficult to change it to a specific value, but the pH and pMe glass electrode of the present invention does not affect the electrode characteristics. Can be easily changed.

本発明のガラス電極は、これまで使用されている条件で
は勿論であるが、固形物の混入した溶液、温度変化の大
きい溶液などでも使用できるとともに、いかなる方向に
電極を配置してもイオン活量濃度が測定できる。
The glass electrode of the present invention can be used not only under the conditions used up to now, but also in solutions containing solids, solutions with large temperature changes, etc., and the ion activity remains constant no matter where the electrode is placed. Concentration can be measured.

また種々の型の電極をも簡単に製造できるので、その応
用範囲を飛躍的に拡大した。
Furthermore, since various types of electrodes can be manufactured easily, the range of applications has been expanded dramatically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は本発明にかかるガラス電極の実施
例の構造を示す図、第3図および第4図はこの実施例を
組み込んで使用するときのイオン選択性ガラス電極の構
造例を示す図である。 1.10・・・・・・ガラス感応膜、2,3・・・・・
・導電性物質の層、11・・・・・・Ag”、F−イオ
ンあるいはAg、F化合物とガラス感応膜との反応生成
物、12・・・・・・導電性物質の層。
1 and 2 are diagrams showing the structure of an embodiment of a glass electrode according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing an example of the structure of an ion-selective glass electrode when this embodiment is incorporated and used. FIG. 1.10...Glass sensitive film, 2,3...
- Layer of conductive material, 11...Ag", reaction product of F- ion or Ag, F compound and glass sensitive membrane, 12... Layer of conductive material.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水素イオンに感応するガラス感応膜の内側の面にハ
ロゲン化銀、異種のハロゲン化銀混合物、電気抵抗が前
記ガラス感応膜のそれより低い種々の銀化合物、および
ハロゲン化銀と電気抵抗が前記ガラス感応膜より低い種
々の銀化合物との混合物のうちいずれか一種からなる導
電層を有し、この導電層と前記ガラス感応膜との間に、 Ag2 S 1205やAg t Ag2Ot A g
F p B a F2 t L t F 。 5i02 、 BaSiO3・H2Oy Ba35i3
013 、 Li25i205などのAg+、F−イオ
ンあるいはAg 、F化合物ン と前記ガラス感応膜との反応生成物の層、またはそれら
を前記銀化合物中に分散した構造を有することを特徴と
する水素イオン活量測定電極。
[Scope of Claims] 1 Silver halide, a mixture of different types of silver halides, various silver compounds whose electrical resistance is lower than that of the glass sensitive film, and halogenated metals are formed on the inner surface of a glass sensitive film that is sensitive to hydrogen ions. It has a conductive layer made of any one of a mixture of silver and various silver compounds whose electrical resistance is lower than that of the glass sensitive film, and between this conductive layer and the glass sensitive film, there is a conductive layer such as Ag2S 1205 or Ag t. Ag2Ot A g
F p B a F2 t L t F . 5i02, BaSiO3・H2Oy Ba35i3
013, Li25i205, etc., or a layer of a reaction product of Ag, F compound and the glass sensitive membrane, or a structure in which they are dispersed in the silver compound. Quantity measuring electrode.
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