Square-wave voltammetry as a method for the quantitative in-situ determination of polyvalent elements in molten glass

Abstract

Many properties of glasses, especially the color are strongly influenced by the concentration of multivalent elements. Up to now the concentration of multivalent elements can only be determined from the solid glass by chemical or physical methods. This paper introduces a method which makes possible to determine the total concentration of the multivalent ion in-situ in the glass melt by an electrochemical method. In this paper the square-wave voltammetry is used for the quantitative determination of iron in a soda-lime-shica glass melt. The area of the test electrode can be adjusted by conductivity measurements. The Fe2O3 concentration can be detected down to a lower limit of 0.015 mol%. Viele Glaseigenschaften, insbesondere die Farbe, werden stark von der Konzentration polyvalenter Elemente beeinflußt. Bis jetzt kann diese Konzentration nur mit physikalischen und chemischen Methoden am abgekühlten Glas ermittelt werden. Die vorliegende Arbeit steht ein elektrochemisches Verfahren vor, das es ermöglicht, die Gesamtkonzentration eines polyvalenten Ions direkt in der Glasschmelze zu bestimmen. Hierzu werden quantitative Eisenbestimmungen in einer Kalk-Natronglasschmelze mit Hilfe der Square-Wave-Voltammetrie durchgeführt. Die Oberfläche der Arbeitselektrode wird dabei durch Leitfähigkeitsmessungen eingesteht. Die untere Erfassungsgrenze liegt derzeit bei einem Stoffmengengehalt von 0,015 % Fe2O3.