Brevet FR2327537A1 — publié le 19770506

La présente invention se rapporte à ui ensemble d'électrode. L'invention s'applique particulièrement aux ensembles d'électrode utilisés dans certains processus, tels que le titrage par précipiation, le titrage par combinaison, et autresprocessus au cours desquels une surface d'une électrode peut être en crassée ou corrodée, ou sa possibilité de fonctionner correctement peut être genée par un phénomène dû à une concentration anormale d'un ion au voisinage de la surface de l'électrode, ou par polarisation. Un ensemble d'électrode selon l'invention convient également dans le cas de mélanges de deux ou plusieurs liquides lorsqu'il importe que le mélange au voisinage de lté- lectrode soit uniforme avec le reste du mélange.Cette derniere considération peut présenter une grande importance dans les procédés de titrage par précipitation, lorsqu'aucun mélange complet du liquide à titrer et du réactif de titrage ntest effectué. Au cours de l'exécution de mesures électriques dans un liquide, la concentration d'un ion particulier peut déterminer la valeur de mesure. C'est le cas en particulier lorsque la tension est mesurée par une électrode sélective aux ions, par exemple au cours d'un titrage par précipitation ou par combinaison. L'invention concerne donc un ensemble d'électrode qui comporte un récipient qui contient un liquide sur lequel des mesures électriques doivent être effectuées; au moins une électrode supportée dans le récipient, cette électrode,ou chaque électrode, comportant une surface annulaire avec laquelle le liquide peut entrer en contact; un agitateur abrasif comportant une surface de révolution voisine de la surface de l'électrode ou de chaque électrode, l'axe de cet agitateur étant coaxial avec celui de l'électrode ou de chaque électrode; et un dispositif d'entraSnement de l'agitateur, destine à agiter et à entraîner le liquide dans le récipient,et à nettoyer simultanément par abrasion la surface de l'électrode, ou de chaque électrode. Selon un mode de réalisation, l'agitateur consiste en une brosse de configuration hélicoidale, le dispositif d'entratne- ment comprenant un arbre axial qui supporte cette brosse et qui est mis en rotation pour la faire tourner. De préférence, plusieurs électrodes sont prévues et comportent chacune une surface disposée autour d'un axe commun, la surface de révolution de l'agitateur étant voisine de la surface des électrodes. Le récipient peut comporter une entrée et une sortie pour la circulation d'un fluide, les surfaces de chacune des électrodes constituant une partie de la paroi du récipient de manière que le fluide circule successivement devant les électrodes, entre l'entrée et la sortie. L'une au moins des électrodes peut consister en une électrode sélective aux ions. L'une des électrodes au moins peut consister en une électrode de courant placée dans le récipient entre l'entrée et l'électrode sélective aux ions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ap paraStront au cours de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel La fig. 1 représente un mode de réalisation d'un ensemble d'électrode selon l'invention, convenant particulièrement pour un titrage discontinu, La fig. 2 représente un autre-mode de réalisation d'un ensemble d'électrode selon l'invention, convenant particulièrement à un titrage continu, et La fig. 3 représente un autre mode de réalisation d'un ensemble d'électrode selon l'invention. Ea figs 1 représente donc un ensemble d'électrode selon l'inventiu, constitué par deux électrodes annulaires 12, 13 disposée dans un récipient 11. Une brosse eylindrique 19, de forme hélicodale, est montée sur un arbre 20 et elle tourne dans les ouvertures annulaires des électrodes 12, 13. L'arbre 20 est mis en rotati-on permanente par un dispositif, non re présente, par exemple un mateur électrique. Le diamètre de la brosse 19 est légèrement supérieur au diamètre des ouvertures annulaires des électrodes. L'électro-de 12 peut consister en une électrode sélective aux ions, et l'électrode 13 peut consister en une électrode de référence. La différence de potentiel entre les électrodes 12, 13 est an e par un amplificateur différentiel 14 dont la sortie attaque un dispositif de commande 15 qui, à son tour, commande une pompe de dosage 16 et un indicateur 17. Bien que de nombreuses possibilités existent, le dispositif de commande 15 peut consister en un générateur commandé par tension avec une fréquence de sortie variable, dont le signal de sortie attaque un moteur pas à pas qui entraine la pompe de dosage 16. L'indicateur 17 intègre ou additionne le nombre des impulsions du signal de sortie du dispositif de commande 15 afin d'en extraire une indication concernant par exemple un titrage. La pompe de dosage 16 est alimentée par un réservoir 18 qui contient un réactif de titrage. L'ensemble d'électrode décrit ci-dessus fonctionne de la mannière suivante. Quand le récipient 11 a été rempli avec une quantité connue de liquide à titrer, l'arbre 20 est mis en rotation autour de son axe, en faisant ainsi tourner la brosse 19. La brosse hélicoldale 19 agite et mélange intimement le liquide dans le récipient. En outre, la périphérie de la brosse gratte la surface des électrodes 12, 13 en les maintenant ainsi propres et en évitant une concentration locale-des ions s'écartant de la moyenne. En outre, la brosse hélicoSdale entraîne le liquide le long des surfaces des électrodes. Initialement, lorsqu'aucun liquide n'a été introduit dans le récipient 11, la tension entre les électrodes 12, 13 est importante, de sorte que la pompe de dosage pompe rapidement une grande quantité de réactif de titrage dans le réservoir 18. Au fur et à mesure que le réactif de titrage est amené dans le récipient 11, il est rapidement et intimement mélangé avec le liquide qui s'y touve, sous l'effet dela brosse 19. A l'approche de l'équivalence de titrage, la différence de potentiel entre les électrodes 12, 13 diminue, ce qui réduit la vitesse de la pompe 16 ainsi que la quantité de réactif le titrage amenée dans le récipient 11. Quand l'équivalence est finalement atteinte, le résultat du titrage peut être lu sur l'indicateur 17. L'ensemble d'électrode selon l'invention, représenté sur la fig. 2, comporte un bottier 27 avec deux entrées 21, 22 et une sortie 28, deux électrodes annulaires 23, 24 correspondant aux électrodes 12, 13 de la fig. 1, ainsi qu'une brosse cylindrique 25 montée sur un arbre 26 et mise en rotation par un dispositif non représenté. La brosse 25 présente une configuration hélieoidale disposée de manière que le liquide soit entraîné des entrées 21, 22 vers la sortie 28 par la rotation de l'arbre 26. Les surfaces annulaires des électrodes 23, 24 constituent une partie de la paroi du boîtier 27, entre les entrées 21, 22 et la sortie 23. L'ensemble d'électrode de la fig. 2 convient pour un titrage continu. Par exemple, une quantité de liquide peut être introduite, de façon permanente, par l'entrée 22, à un débit prédéterminé, pour etre titrée au moyen d'un agent de titrage introduit à débit variable par l'entrée 21. La différence de potentiel entre les électrodes 23, 24 est utilisée pour commander l'introduction du réactif ae titrage, de manière à obtenir un équilibre entre le liquide à titrer et le réactif de titrage et que le point d'équivalence soit atteint, ou au moins approché de très près. Le procédé et l'appareil destinés à obtenir son résultat sont décrits plus particulièrement dans la demande de brevet français nO 76/ déposée le même jour sous le titre "Procédé et appareil de titrage d'un liquide". L'ensemble d'électrode selon l'invention, représenté sur la fig. 3, est similaire à celui. de la fig. 2, mais il comporte quatre électrodes annulaires 31, 32, 33, 34. Les électrodes 31, 32 peuvent faire partie d'un circuit de courant, non représenté, qui modifie électrochimiquement la concentration en ions dans le liquide. Les électrodes 33, 34 correspondent aux électrodes 12, 13 de la fig. 1 ou aux électrodes 23, 24 de la fig. 2. Les surfaces annulaires des électrodes 31 à 34 constituent une partie de la paroi d'une chambre à fluide d'un récipient entre une entrée 35 et une sortie 38. L'appareil de la fig. 3 convient particulièrement à un type de titrage dans lequel une quantité de liquide à titrer est introduite par l'entrée 35, et dont la concentration en ions est modifiée par la circulation d'un courant entre les électrodes 31, 32. Les ions peuvent démarrer une réaction de titrage qui peut être commmandée par les électrodes 33, 34. Ce procédé de titrage est décrit plus en détail dans la demande de brevet français nO 76/ déposée le meme jour sous le titre "Procédé de titrage d'un liquide et appareil destiné à sa mise en oeuvre". Une brosse 35 de forme hélicoSdale est montée sur un arbre 37 dont l'axe de rotation est coaxial avec l'axe de la chambre à fluide. Le fluide titré est éliminé par la sortie 38. Un ensemble d'electrode selon l'invention peut comporter tout nombre voulu d'électrodes. En outre, il n'est pas nécessaire qu'une seule brosse soit utilise pour toutes les électrodes, car plusieurs brosses peuvent ëtre disposees dans un récipient donné ou pour un nombre quelconque d'électrodes. Etant donné que la brosse est voisine de la surface des électrodes, le précipité qui peut s'y accumuler est éliminé. En outre, les brosses mélangent intimement le liquide dans le récipient'en évitant ainsi un fort appauvrissement des ions devant une partie déterminée de la surface d'une électrode. Bien que l'invention soit décrite particulièrement en regard d'opérations de précipitation et de titrage, elle convient également aux cas où il est nécessaire que la surface des électrodes soit maintenuepropre et où le liquide en contact avec les électrodes soit maintenu intimement mélangé. Les ensembles d'électrode décrits ci-dessus sont robustes et simples à réaliser et répondent efficacement à leur but consistant à mélanger intimement les liquides pendant un titrage ainsi qu'à maintenir les électrodes propres pour une détermination précise d'un titrage. Bien entendu, diverses modifications peuvent Btre apportées par l'homme de l'art aux -ensembles décrits et illustrés sans sortir du cadre de l'invention. REVENTDICi NS 1 - Ensemble d'électrode caractérisé en ce qu'il comporte un récipient destiné à contenir un liquide sur lequel des mesures électriques doivent etre effectuées, au moins une électrode supportée dans ledit récipient, l'électrode ou chaque électrode comportant une surface annulaire avec laquelle ledit liquide entre en contact, un dispositif agitateur abrasif présentant une surface de révolution voisine de la surface de l'électrode ou de chaque électrode, ledit dispositif agitateur comportant un axe coaxial avec l'axe de l'électrode ou de chaque électrode, et un dispositif d'entraînement dudit dispositif agitateur permettant d'agiter et d'entraîner le liquide dans le récipient tout en nettoyant simultanément par abrasion la surface de l'électrode ou de chaque électrode. 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif agitateur consiste en une brosse de forme hélicoîdale, ledit dispositif d'entraînement comprenant un arbre axial qui supporte ladite brosse et qui peut être mis en rotation afin de faire tourner ladite brosse. 3 - Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs desdites électrodes comprenant cha cune une surface disposée autour d'un axe commun, ladite surface de révolution dudit dispositif agitateur étant voisine des surfaces desdites électrodes. 4 - Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit récipient comporte une entrée et une sortie pour la circulation d'un fluide, les surfaces de chacune desdites électrodes constituant une partie de la paroi dudit récipient de manière que le fluide circule devant lesdites électrodes, successivement entre ladite entrée et ladite sortie. 5 - Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérise en ce que l'une au moins des électrodes consiste en une électrode sélective aux ions. 6 - Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'une au moins des électrodes consiste en une électrode de courant disposée dans ledit récipient, entre ladite entrée et ladite électrode sélective aux ions.