I texnologik qism

1.2. Gazni tahlil qilishning asosiy usullari.

Gazni tahlil qilish usullari shartli ravishda o'lchangan jismoniy parametri bo'yicha bo'linadi:

- yarim o'tkazgich;

- mass-spektrometrik;

- issiqlik;

– magnit;

- optik;

- ionlashtiruvchi;

- akustik;

- elektrokimyoviy;

- mexanik.

Mexanik usullar, masalan, assimilyatsiya tomirlarida tahlil qilingan gazning bir qismini to'g'ri reagentlar bilan doimiy ravishda so'rilishi mumkin bo'lgan kimyoviy reaktsiyaga ta'sir qilganidan keyin bosim yoki gaz namunasining hajmini o'lchashga asoslangan volumomanometrik usulni o'z ichiga oladi. 0,001 dan 0,01% gacha bo'lgan minimal belgilangan kontsentratsiyalar.

Bundan tashqari, mexanik usullar pnevmatik usulni (aerostatik va aerodinamik) o'z ichiga oladi. Birinchi holda, gaz aralashmasining zichligi o'lchanadi, ikkinchisida gaz oqimlarining gaz oqimi, jetlarning o'zaro ta'siri, vorteks kabi jarayonlarning zichligi va viskozitesiga bog'liq parametrlar. Ushbu usullar ikkilik va psevdobinar gaz aralashmalarini tahlil qilish uchun ishlatiladi (masalan, havoda vodorodni, etilen vodorodini, inert gazlardagi karbonat angidridni, vodoroddagi dodekanolni aniqlash uchun). 0,01 dan 0,1 % gacha bo'lgan minimal belgilangan kontsentratsiyalar.

Akustik usullar tovush va ultratovush to'lqinlarining gaz aralashmasida yoki bu to'lqinlarning tarqalish tezligida so'rilishini o'lchashga asoslangan usullarni o'z ichiga oladi. Usullar selektiv emas va, xususan, ikkilik va psevdobinar aralashmalarda metan, kislorod, vodorodni aniqlash uchun ishlatiladi. 0,001 dan 0,1% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi.

Termokimyoviy usuli – issiqlik usullari belgilangan komponent yoki gaz aralashmasi issiqlik o'tkazuvchanlik (Termokonduktometrik usuli) ishtirokida radiatsiya issiqlik ta'sirini o'lchash asoslangan.

Termokonduktometrik usul ikkilik va psevdobinar aralashmalarda(masalan, geliy, karbonat angidrid, vodorod, metan) (0,01 dan 0,1% gacha bo'lgan minimal belgilangan kontsentratsiyalar) tarkibini topadi. Termokimyoviy usul uglerod oksidi, metan, kislorod, vodorodni tanlab aniqlash, portlovchi va yong'inga qarshi aralashmalarni (gazli uglevodorodlar, benzin bug'lari aralashmasi) havoda nazorat qilish uchun ishlatiladi. Misol uchun, metanni aniqlashda katalizator (platina va palladiy faol alyuminiy oksidida) mavjud bo'lganda yoqiladi. Termorezistorlar yordamida metan kontsentratsiyasiga mutanosib ravishda chiqarilgan issiqlik miqdori qayd etilgan elektr signaliga aylanadi. 0,001 dan 0,01% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi.

Magnit usullarda magnit maydonda aniqlangan komponentning magnit xususiyatlari tufayli gazning fizik xususiyatlari o'lchanadi. Ularning yordami bilan g'ayritabiiy darajada katta paramagnitik sezuvchanlik bilan ajralib turadigan kislorod miqdori nazorat qilinadi. Eng keng tarqalgan termomagnetik usul bo'lib, u kislorodning paramagnitik sezuvchanligini harorat gradyanida magnit maydonga duch kelganida konsentratsiyasiga bog'liqligiga asoslanadi.

Usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi 0,01 dan 0,1 % gacha.

Optik usullarda optik zichlik (absorbsiya usullari), radiatsiya intensivligi (emissiya usullari), sinishi koeffitsienti (refraktometrik) o'lchanadi. Absorbsiya usuli nazorat ostida komponent tomonidan infraqizil, ultrabinafsha yoki ko'rinadigan nurlanishning selektiv emilishini o'lchashga asoslangan, masalan, azot dioksidi, ozon, vodorod sulfidi, oltingugurt oksidi, uglerod oksidi, formaldegid, fosgen, xlor, simob bug'lari, natriy, qo'rg'oshin. 0,00001 dan 0,01% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi. Tahlil qilingan gazdan o'tgan intervalgacha nurlanish oqimini so'rib olishda radiatsiya qabul qiluvchisida gaz bosimining pulsatsiyasiga asoslangan optik-akustik usul keng tarqalgan. Usul uglerod oksidi, karbonat angidrid, metan, ammiak, oltingugurt dioksidi, bir qator organik birikmalarni aniqlash imkonini beradi. 0,001 dan 0,01% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi. Absorbsion usullarda radiatsiya manbalari-akkor lampalar, simob, vodorod, simob-kadmiy, kadmiy, nikrom spirallari.

Fotokolorimetrik optik usulda oldindan boshqariladigan komponentning rangli reaktsiyasi gaz fazasida, indikator reaktorida yoki qattiq media tekisligida (lenta, planshet, chang shaklida) mos reagent bilan amalga oshiriladi va reaktsiyaning lotin rangini to'yinganligini o'lchaydi. Usul, shuningdek, azot oksidi, uglerod oksidi, uglerod oksidi, ammiak, asetilen, fosgen, formaldegid selektiv aniqlash uchun ishlatiladi. 0,000001 dan 0,001% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi.

Emissiya optik usullarida aniqlangan komponentlarning nurlanish intensivligi o'lchanadi. Radiatsiyani elektr zaryadsizlanishi (usulning minimal aniqlanadigan kontsentratsiyasi 0,0001 dan 0,1% gacha), alanga, yorug'lik va boshqa manbalardan kelib chiqishi mumkin (lazerdan foydalanganda minimal aniqlanadigan konsentratsiya 0,0000001 dan 0,000001% gacha etadi). Ushbu usullar turli xil elementlar va birikmalar miqdorini aniqlash uchun ishlatiladi.

Xemilyuminesans usuli gazlardagi ba'zi kimyoviy reaktsiyalar bilan birga keladigan lyuminesans intensivligini o'lchaydi. Usulni, masalan, ozon va azot oksidlarini aniqlash uchun qo'llash. Ya'ni, azot oksidini aniqlash uning ozon bilan oksidlanishiga asoslanadi. Usulning minimal aniqlanadigan kontsentratsiyasi 0,000001 dan 0,0001% gacha.

Optik texnika yorug'lik tarqalishiga asoslangan. Ular lazer texnologiyasi tufayli rivojlana boshladilar. Optik usullardan, masalan, atmosfera ifloslanishini masofadan kuzatishda, asosan zararli aralashmalar - organik birikmalar, azot oksidlari, oltingugurt, uglerod va boshqalarni aniqlashda foydalaniladi. Usulning minimal aniqlanadigan kontsentratsiyasi 0,000001 dan 0,1% gacha.

Refraktometrik usul ikkilik va pseudobinar aralashmalarda karbonat angidrid, metan, asetilen, oltingugurt dioksidi aniqlash uchun ishlatiladi. Usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi 0,01% ga teng. Interferometrik optik usul aniqlangan komponentning kontsentratsiyasi o'zgarganda gaz aralashmasining optik zichlikdagi o'zgarishi natijasida interferentsiya chiziqlarining ofsetini o'lchashga asoslangan. Masalan, havoda karbonat angidrid va metan miqdorini aniqlash uchun ishlatiladi. Usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi 0,01% ga teng.

Ionlashtiruvchi usullar ionlangan gaz aralashmalarining elektr o'tkazuvchanligini o'lchashga asoslangan. Ionlanish radioaktiv nurlanish, elektr deşarj, olov, ultrabinafsha nurlanish, qizdirilgan katalitik faol sirt orqali amalga oshiriladi. Misol uchun, usul, bunday vodorod – azot, azot – karbonat angidrid,shuningdek, ayrim uglevodorodlar (haqida 0,01% usuli minimal belgilangan kontsentratsiyasi) kabi ikkilik aralashmalarni tahlil qilish uchun ishlatiladi radioaktiv nurlanish bilan gaz dissotsilanish bo'limlari farqni o'lchash asoslangan. Vodorod olovida organik birikmalarning ionlanishiga asoslangan usul ikkilik gaz aralashmalari va havoda organik aralashmalarni aniqlash uchun ishlatiladi (usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi 0,00001% ga teng).

Mass-spektrometrik usullar inert gazlar, kislorod, vodorod, uglerod oksidi, azot va oltingugurt, shuningdek noorganik, organik va organometalik uchuvchi birikmalarni aniqlash uchun ishlatiladigan tahlil qilingan gazning ionlashtirilgan tarkibiy qismlarini o'lchashga asoslangan. 0,00001 dan 0,001% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi.

Elektrokimyoviy usullarda suyuq yoki qattiq elektrolitdan, elektrodlardan va gaz aralashmasining aniqlangan komponentidan yoki elektrolitlar bilan aniqlangan komponentning reaktsiya mahsulotlaridan tashkil topgan tizim parametrlari o'lchanadi. Shunday qilib, potansiyometrik usul indikatorli elektrod potentsialining eritmada aniqlangan komponentni eritib olingan ion kontsentratsiyasiga bog'liqligiga asoslanadi; amperometrik usul oqim va indikatorli elektrodga javob beradigan aniqlangan komponentning miqdori o'rtasidagi bog'liqlikka asoslanadi; konduktometrik usul gaz aralashmasining aniqlangan tarkibiy qismini o'zlashtirganda eritmalarning elektr o'tkazuvchanligini o'lchashga asoslangan. Elektrokimyoviy usullar kislorod, uglerod oksidi, azot oksidi, oltingugurt dioksidi, vodorod sulfidi, vodorod, dodekanol, ammiak, ozon aralashmalarining tarkibini o'lchaydi. 0,000001 dan 0,0001% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi

Yarimo'tkazgich usullarida gaz aralashmasining aniqlangan komponenti bilan o'zaro ta'sir qiluvchi yarimo'tkazgich (kino yoki monokristall) qarshiligi o'lchanadi. Usullari vodorod, metan, propan, kislorod, uglerod va azot oksidi, halogen o'z ichiga olgan birikmalar miqdorini o'lchash uchun ishlatiladi. 0,00001 dan 0,001% gacha bo'lgan usulning minimal belgilangan kontsentratsiyasi.

Gazni tahlil qilish usullari orasida ba'zan estrodiol deb ataladi. Bunga turli xil o'lchov bilan birlashtirilishi mumkin bo'lgan namunani (Xromatografiya, izotop) asosiy konvertatsiya qilish usullari bilan farq qiluvchi usullar kiradi jismoniy parametrlar, shuningdek, ko'p parametrli hisoblash usuli.

Gazni tahlil qilishning xromatografik usullarida tahlil qilingan aralashmaning bo'linishi sorbent qatlami bo'ylab harakatlanayotganda sodir bo'ladi. Eng tez - tez ishlatiladigan turio-bu gaz tahlil qilinadigan gaz aralashmasining tarkibiy qismlaridan ko'ra yomonroq so'rilgan gaz tashuvchisi oqimi bilan sorbent qatlami orqali olib boriladi. Gaz tashuvchilarida ajratilgan komponentlarning konsentratsiyasini o'lchash uchun turli detektorlar qo'llaniladi. Xromatografik usullar 0,0001 dan 0,01% gacha bo'lgan usulning minimal aniqlangan kontsentratsiyasi bilan organik va noorganik birikmalarning katta doirasini tahlil qiladi. Xromatografik ajratishning oldindan konsentratsiyalash (kriyogen sorbsiya, diffuziya) bilan aniqlangan tarkibiy qismlarning kombinatsiyasi 0,0000001 usulining minimal aniqlangan kontsentratsiyasining qiymatlarini 0,000001% ga kamaytirishga imkon beradi.

Izotop usuli, tahlil qilingan namunaga belgilangan komponentning barqaror yoki kamroq tez-tez radioaktiv izotoplari kiritiladi va keyin uni qo'shimcha bilan birga namunadan chiqaradi. Radioaktiv izotop holatida komponentning kontsentratsiyasini hisoblash tanlangan komponentning o'ziga xos radioaktivligidan kelib chiqadi va barqaror izotoplar uchun komponentning kontsentratsiyasini hisoblash izotop tarkibining mass-spektrometrik yoki spektral tahlili natijalariga asoslangan. Belgilangan komponent va radioaktiv reaktiv o'rtasidagi reaktsiyaga asoslangan usul ham qo'llaniladi. Reaktsiya vaqtida hosil bo'lgan birikma uning o'ziga xos faolligini aniqlaydi, uning qiymati aniqlangan komponentning kontsentratsiyasini topadi. Izotop usullari kislorod, azot, vodorod, uglerod oksidi va azot aralashmalari tarkibini o'lchaydi,

Ko'p parametrli hisoblash usuli aralashmaning bir qator fizik parametrlarini birgalikda o'lchash va o'lchangan parametrlarning aniqlangan komponentlarning kontsentratsiyasi bilan o'zaro bog'liqligini tavsiflovchi tenglamalar tizimi yordamida echimga asoslangan. Shu bilan birga, masalan, turli to'lqin uzunliklarida muhitning optik zichligini, turli xil isitish haroratiga ega katalitik faol sirtlarda gazlar va bug'larni ionlashtirishning samaradorligini o'lchash mumkin.