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Vorrichtung zur Bestimmung der Uasserstoffionenkonzentration mit Hilfe
von Indikatoren Für die Bestimmung der Wasserstoffionenkonzentration gibt es Vorrichtungen,
zumeist Papierstreifen, die mit einem Indikatorfarbstoff oder einem Gemisch von
mehreren Indikatorfarbstoffen versehen sind. Zur genauen Ermittlung der Nasserstoffionenkonzentration
dient eine Vergleichsfarbtafel, die entweder gesondert oder auf dem Streifen angebracht
ist.
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Diese Vorrichtungen haben folgende Nachteile : Wenn nur ein Indikatorfarbstoff
aufgebracht ist, sind viele verschiedene Papierstreifen erforderlich, um im ganzen
pH-Bereich Aussagen bis auf Bruchteile eines pH-Wertes machen zu können. Das Arbeiten
mit einer solchen Vorrichtung ist kostspielig und zeitraubend, so dass praktisch
auch nur wenige Messpapiere dieser Art üblich sind, und zwar nur solche, die in
besonders wichtigen pH-Bereichen umschlagen, ird andererseits ein Hessstreifen gewählt,
bei dem ein Gemisch von Indikatorfarbstoffen auf einen Papierstreifen aufgebracht
ist, so werden Bestimmungen in einem grösseren pH-Bereich möglich. Die Ablesbarkeit
wird aber durch die gegenseitige Beeinflussung der Farben der Einzelindikatoren
mindestens in einigen Unterbereichen erschwert. Im Handel befinden sich daher zur
Zeit keine voll befriedigenden Mischindikatorpapiere. Es wurde nun gefunden, dass
es möglich ist, die asserstoffionenkonzentration in einem grösseren pH-Bereich,
z. B. dem ganzen pH-Bereich, mit sehr grosser Genauigkeit und unter geringem Zeitaufwand
mit Hilfe folgender Vorrichtung zu bestimmen : Die zum Erkennen der Wasserstoffionenkonzentration
in einem grossen Bereich erforderlichen Indikatoren werden nicht gemischt, sondern
einzeln nebeneinander auf der Vorrichtung
aufgebracht, und die dabei
entstehenden Zonen jeweils voneinander durch wasserabweisende Zonen getrennt. Die
Indikatorzonen können dadurch geschaffen werden, dass man zum Beispiel Papierstreifen
mit nebeneinanderliegenden Indikatorlösaugen tränkt. Mamfkann auch Papierstreifen
mit mehr als einem Indikator auf nebeneinanderliegenden aber getrennten Stellen
bedrucken. Ferner kann man Papier oder Kunststofffolien mit den einzelnen Indikatoren
tränken, den so imprägnierten Hilfsträger in Streifen schneiden und Abschnitte von
diesen auf dem Träger mit einem gewissen Abstand nebeneinander aufkleben.
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Die wasserabweisenden Zonen zwischen den Indikatorzonen können aus
einer Paraffinschicht, aber auch aus anderen bekannten wasserabweisenden Schichten,
wie Silikonenund dergl., bestehen.
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Die Indikatorfarbstoffe der einzelnen Abschnitte wählt man unter Ausnutzung
farbpsychologischer Effekte so aus, dass sich ihre Umschlagsbereiche überschneiden.
Dadurch erhält man mehrere Aussagen bei einer pH-Messung und gewinnt eine leichtere
und sicherere Zuordnungsmöglichkeit, als wenn man mit nur einem oder einem Gemisch
von Indikatoren arbeitet.
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Besonders vorteilhaft ist es, solche Indikatoren zu benutzen, deren
Farb-und Intensitätsänderungen in dem fraglichen pH-Bereich gegenläufig sind, z.
B. 1.) Methylrot (rot-gelb)
| und 2.) Bromthymolblau (gelb-blau). So ergibt sich bei |
| , ,-1-) |
| pH 7 ? 0 mittleres grün.... mittleres rot |
| pH 7, 4 dunkles grün.... helles rot. |
| Solche vorteilhaften Wirkungen sind bei Indikatorpapieren, |
die einheitlich mit einer Indikatormischung gefärbt sind, nicht möglich.
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Im allgemeinen kommen für die einzelnen Abschnitte reine Indikatoren
zur Verwendung. Von einer Mischung wird jedoch vorteilhaft dann Gebrauch gemacht,
wenn zwei Indikatoren in
| entfernten Bereichen umschlagen und ihre Farben sich hin- |
| sichtlich des Gebrauchs nicht stören, z B. Methylrot |
| c |
| (4, 2... 6, 3 rot-gelb) und Phenolphthafin (8, 5... 10, 0} |
| <9 ! f'// ! /.'/ t< |
| farblos-rot). Nan.. I' : ann dadurch zwei Umschlagsbereichez
. |
| ;-Kunststoffen auf Polystyrolbasis |
| einem zusen7ihe Eine dritte Möglichkeit besteht darin., |
| dem Indikatorfarbstoff eines Abschnittes zur Farbnuancierung |
| einen weiteren Farbstoff oder Indikatorfarbstoff zuzumischen. |
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Als Träger für die Indikatoren können flache Gebilde, wie zum Beispiel
Streifen aus Papier oder Kunststoffolien,aber auch in der dritten Dimension stärkere
Gebilde, wie zum Beispiel Stäbchen verwendet werden.
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Als Material, in das die Indikatoren eingearbeitet werden können,
eignen sich neben Papier ans der Reihe der Kunststofffolien besonders Folien aus
Celluloseacetat und Polyvinylalkohol.
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Die Zuordnung des entstehenden farbigen Bildes zu. den dazugehörigen
pH-Werten geschieht bekanntermassen mit Hilfe einer Farbtabelle. Sie kann den Anforderungen
nach entsprechend feiner oder gröber unterteilt sein. Bei Verwendung zur Zeit gängiger
Indikatorfarbstoffe kann die Farbtabelle auf 0,4 pH-Einheiten unterteilt sein, so
dass durch Interpolation pH-Angaben bis auf 0, 2 pH-Einheiten möglich sind. Beispiel
Ein Messstreifen nach der Erfindung ist aus dem anliegenden Modell und aus der Zeichnung
ersichtlich. In der Zeichnung enthalten die auf einer durchsichtigen
| Künststoffunterlage aufgeklebten Papierstreifen : 1 = Brom- |
| thymolblau (Einzelfarbstoff), II = Thymolblau. und Phenol- |
| phthalein (nuancierter Farbstoff), III = Methylrot und |
| h,.'2 lg n Lli 41/l 7te |
| Phenolphthalein(Zweistoffgemisch ße'emEweSÜmbhIago- |
| gebiote su. samcieng'elegt worden"-s4aa : ä-). |
| Bei verschiedenen asserstoffionenkonzentrationen ergeben |
| sich folgende Farbenzasammenstellungen : |
| PR 1 II III |
| 692 hellgelbgrün gelb dunkelrot |
| 6,6 grün hell gelb rot |
| 7, 0 grün mittel gelb orange dunkel |
| 7, 4 grün dunkel gelb orange mittel |
| 778 blaugrün gelb orange hell |
| 9, 0 blau. hellblau-violett orange hell |
| 9, 5 blau mittel-violett orange |
| 10, 0 blau. dunkel-violett rot |
| 1.) Vorrichtung zur Bestimmung der Wasserstoffionenkonzentra- |
tion mit Hilfe von Indikatoren, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem für sich
bekannten Träger, zum Beispiel einem Papierstreifen oder einem Stäbchen, besteht,
der mit mehreren jeweils voneinander durch eine wasserabweisende Zone getrennten
Indikatoren verschiedenen Umschlagsbereiches versehen ist.