CS198705B1 - Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin - Google Patents

Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin Download PDF

Info

Publication number
CS198705B1
CS198705B1 CS194478A CS194478A CS198705B1 CS 198705 B1 CS198705 B1 CS 198705B1 CS 194478 A CS194478 A CS 194478A CS 194478 A CS194478 A CS 194478A CS 198705 B1 CS198705 B1 CS 198705B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
concentration
gas
foam
analyzed
analyte
Prior art date
Application number
CS194478A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiri Tenygl
Jaroslav Vana
Original Assignee
Jiri Tenygl
Jaroslav Vana
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 Jiri Tenygl, Jaroslav Vana filed Critical Jiri Tenygl
Priority to CS194478A priority Critical patent/CS198705B1/cs
Priority to CS792990A priority patent/CS203776B1/cs
Publication of CS198705B1 publication Critical patent/CS198705B1/cs

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu provádění fyzikálněchemioké analýzy roztoků v laboratořích i provozech. Je vhodný pro periodické i kontinuální automatické měření.
Vynálezu lze použít při měření a regulaci výrobních procesů, automatické laboratorní analýze jednotlivých vzorků, k detekci látek přítomných v malé koncentraci jako například při měření čistoty životního prostředí, v chromatografii a v jiných případech.
V dosud používaných metodách kontinuální analýzy se měření provádějí tak, že se analyzované médium, plyn nebo kapalina, uvádějí do styku s čidlem na určování koncentrace stanovované látky v analyzovaném médiu. Tento základní postup se provádí v mnoha variantách, při nichž se například analyzovaná kapalina uvádí do styku s proudem plynu, analyzovaný plyn se uvádí do styku s roztokem reakčního nebo pomocného činidla, analyzovaný plyn se nechá probublávat roztokem, v němž je umístěno čidlo a v mnoha dalších uspořádáních.
Nového a vyššího účinku při analýze plynů a kapalin lze dosáhnout použitím způsobu, který je předmětem tohoto vynálezu. Způsob kontinuální analýzy plynných a kapalných látek podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že se analyzované médium smísí ve směšovacím prostoru s pěnotvorným činidlem, například s 20%ním roztokem sodné soli laurylsulfátu a 0,1 N kyselinou sírovou a dále s nosným plynem, například vzduchem a ve vzniklé pěně se určuje koncentrace stanovované látky, která je úměrná koncentraci stanovované látky v analyzovaném médiu.
198 705
198 70S
V některých případech ee analyzované médium směšuje s pomocným anebo reakčním činidlem, kterým může být kapalina nebo plyn.
Novým rysem metody podle vynálezu je, že se měření provádí v pěně - disperzi kapaliny a plynu, která je za přítomnosti pěnotvornélio činidla stabilní a v jejíž objemové jednotce je při zachování stálých podmínek konstantní poměr mezi množstvím plynu a kapaliny. Výjimečným rysem pěny je, že má podstatně vyšší objem než má kapalina v pěně zadržená, přičemž si však kapalina zachovává většinu původních vlastností kapaliny jeko je elektrochemický potenciál, redox potenciál., vylučovací potenciál, tepelná a elektrická vodivost, absorpce záření a další parametry. Za přítomnosti pěnotvornóho činidla je pěna, to znamená disperze plynu a kapaliny, dostatečně stálá a homogenní.
Při zachování stálého směšovacího poměru mezi plynem a kapalinou pak odpovídá koncentra ce stanovované látky v objemové jednotce plynu konoentraci stanovované látky v analyzovaném médiu. Měření v pěně lze proto provádět za obdobných podmínek jeko přímo v analyzovaném médiu. Vlivem velkého styčného povrchu se v pěně dosáhne rychlého ustavení fyzikální a chemické rovnováhy mezi plynem a kapalinou a rychlého průběhu chemických reakcí. Obě fáze jsou účinně směšovány a promíchávány i v případě, kdy se jejich průtokové rychlosti značně liší o hodnotu až několika řádů. Pomooí metody podle vynálezu lze bez nesnází uvádět do styku proud plynu s průtokovou rychlostí několik stovek mililitrů za minutu a proud kapaliny s průtokovou rychlostí řádu několika desetin mililitru za minutu. Tím lze nahromadit a zkonoentrovat v kapalině stanovovanou látku přítomnou v plynné fázi i ve velmi nízké koncentraci několika desetitisícin objemového procenta. Způsob podle vynálezu lze proto použít i při měření stopových koncentrací látek, například při sledování čistoty ovzduší, k detekci při kapalinové a plynové chromátografii a v dalších případech.
Je rovněž výhodné, že se při průchodu pěny podle vynálezu dosáhne intenzivní konvekce na povrchu čidla v detektoru na určování koncentrace stanovované látky. Jedním z důsledků _ tohoto jevu je, že se zvýší zejména rychlost odezvy čidla a dále reprodukovatelnost a citlivost měření.
K měření koncentrace stanovované látky v pěně lze použít bez jakýchkoliv úprav většinu běžných čidel, založených na měření fyzikálně-chemickýoh parametrů jako je například pH, redox potenciál, elektrochemický potenoiál, membránový potenciál, proud oxidaoe nebo redukce, průchod elektrického náboje, elektrická vodivost, pohlcování záření a dalších.
Mnohonásobně vyšší objem než je objem analyzovaného média má za důsledek i podstatné snížení zpoždění signálu čidla a zkreslení průběhu koncentrace. Snížení zpoždění je způsobeno dvěma vlivy. Prvním a na první pohled zřejmým důvodem je snížení dopravního zpoždění nižším objemem analyzovaného média přítomného v pěně v reakčním prostoru. Druhým důvodem je změna hydrodynamických podmínek v tomto prostoru, Analyzované médium je rozptýleno v pěně, čímž je omezena adsorpoe stanovované látky na stěnách. Při použití pěny v metodě podle vynálezu se dosahuje zvýšení rychlosti vymývání stanovované látky se stěn zařízení a ke snít žení tloušíky roztoku ulpívajíoího na stěnách. To vše má za následek zvýšení rychlosti odezvy čidla.
19» 705
Jako pěnotvorného činidla lze použít povrchově aktivních látek ne jrůznějšíoh typů jako jsou látky anion aktivní, kation aktivní i látek neionogenních, například hydrofilních koloidů a dále i přírodních látek, které nemusí být přesně chemicky definovány. Požaduje se pouze, aby svou přítomností nerušily měření stanovované látky příslušným čidlem a aby chemicky nereagovaly s analyzovanou kapalinou nebo pomocným či reakčním činidlem. Vzhledem k tomu, že povrchově aktivní látky jsou vzhledem ke své chemické struktuře jen velmi málo reaktivní, není obtížné tento požadavek splnit. Lze použít roztoků mýdel, sulfonovaných mastných kyselin, saponátů, smáčedel, flotačních činidel a jiných látek, používaných v technické praxi pro přípravu pěny.
Koncentraci stanovované látky lze určovat čidlem buí přímo v analyzovaném médiu nebo po úpravě analyzovaného média přídavkem pomocného nebo reakčního činidla.
Jako pomocné činidlo slouží například roztok silného elektrolytu jako je chlorid draselný, který se přidává do analyzované kapaliny s cílem zvýšit její elektrickou vodivost a připravit tak podmínky pro její voltametrické stanovení na pevné elektrodě.
Jako reakční činidlo lze použít řady látek, které reagují se stanovovanou látkou za vzniku produktu, jehož koncentrace se určuje čidlem namísto koncentrace stanovované látky. Lze samozřejmě měřit i nepřímo, například diferenčně, a určovat úbytek reakčního činidla pro reakci se stanovovanou látkou. Jako reakčního činidla lze použít roztoků oxidačních čini del jako je jod, dvojchroman draselný, manganistan draselný nebo plynný chlor, roztoků redukčních činidel jako je síran železnatý, hydrochinon a jiné látky nebo přímo plynného kysličníku siřičitého nebo jiných látek.
Pokud je analyzované médium kapalina, je třeba ji k vytvoření pěny směšovet s nosným plynem jako je vzduch, dusík, vodík, kysličník uhličitý a jiné plyny, které mohou zároveň sloužit i jako reakční činidlo, například kysličník siřičitý. Je-li však analyzované médium plyn, není přídavek nosného plynu nezbytný. Nosný plyn však lze přidávat například scílem zřeíovat analyzované médium na koncentraci, jež je optimální pro detekci stanovované látky nebo produktu reakce stanovované látky s reakčním činidlem příslušným čidlem.
Dále jsou uvedeny příklady použití způsobu podle vynálezu.
Příklad 1
Kontinuální měření koncentrace kysličníků dusíku v plynech s voltamerickým čidlem.
Analyzovaný plyn se přivádí do reakčního prostoru rychlostí 50 ml . rain\ vzduch rychlostí 200 ml . min“^· přičemž vzduch současně slouží jako nosný plyn a reakční činidlo rychlostí 0,3 ml , min”\ roztok 20 % hmot. sodné sole laurylsulfátu sloužící jako pěnotvorné činidlo a rychlostí 0,3 ml . min“^ 0,1 N kyselina sírová. Přiváděné látky se eměěují a vytvářejí pěnu, v níž jsou sloupce plynu odděleny tenkými přepážkami kapaliny podobně jako V mýdlových bublinách. Pěna proudí reakčním prostorem. Doba průchodu reagující směsi reakčním prostorem je asi 1 minuta.
V reakčním prostoru dochází k reakci kysličníku dusnatého s kyslíkem za tvorby kyslič4
198 70S niku dusioitého.
NO + 02 3=a 2N02
Kysličník dueičitý.vzniklý oxidací a kysličník dueičitý, přítomný v analyzovaném plynu před vstupem do směšovacího prostoru reaguje s vodou za vzniku kyseliny dusité a dusičné.
no2 + h2o—*hno2 + hno3
Do analyzátoru je tedy přiváděna pěna, obsahující 0,05 N kyselinu sírovou a proměnlivé množství stejných koncentrací kyseliny dusité a dusičné, jež je úměrné celkové koncentraci kysličníků dusíku v analyzovaném plynu. Sodná sůl laurylsulfátu se reakoe nezúčastňuje.
Pěna smáčí povroh čidla a odchází do odpadu.
Jako čidlo slouží voltametrioké čidlo s indikační elektrodou zhotovenou z platinového drátu, jenž je navinut v několika závitech na stonku solného mostu referentní Ag/AgCl elektrody. Platinová elektroda je udržována na konstantním potenciálu + 0,8 V proti 0,1 N Ag/AgCl elektrodě. Povrch platinové elektrody je smáčen pěnou a je na něm vytvářen film roztoku o definované tloušťce. Kyselina dusitá se na platinové indikační elektrodě anodicky oxiduje podle reakce
NO + H20_;_„N0‘ + 2H+ a 2e a procházející elektrický proud je úměrný koncentraci kysličníků dusíku v analyzovaném plynu.
K měření koncentrace kyseliny dusité lze použít i jiných typů čidel. Pokud je třeba, lze objem reakčního prostoru podstatně zmenšit na objem až několika ml a měřit koncentraci kyseliny dusité v-reagující směsi ve stavu dynamické rovnováhy.
Příklad 2
Kontinuální stanovení organických látek po separaci na chromatografické koloně.
Do směšovacího prostoru se přivádí rychlostí 0,5 ml . min-1 analyzovaný roztok, jímž je eluát z chromatografické kolony, dále rychlostí 100 ml . min“^ vzduoh sloužící jako nosný plyn, rychlostí 0,5 ml . min*^ vodný roztok 0,05 N jodu sloužící jako reakční činidlo rychlostí 0,3 ml . min“^ roztok 1 N chloridu draselného jako pomocné činidlo ke zvýšení vodivosti reagující směsi a 5 % hmot. roztok neionogenního detergentu sloužícího jako pěnotvorné činidlo.
V reakčním prostoru a částečně již ve směšovacím prostoru dochází k reakci mezi stanovovanou látkou přítomnou v analyzovaném roztoku s jodem. Tato reakce může být například, oxidace stanovované látky jodem podle schematické reakoe
Red + I2--Ox 4 2ť* , kde Red značí stanovovanou látku a Ox produkt její oxidace jodem.
198 705
Koncentraci stanovované látky lze určovat v pěně z úbytku jodu nebo naopak z koncentra ce jodidovýoh iontů vzniklých při reakci. Koncentraci jodu nebo jodidu lze určovat mnoha typy čidel, například kolorimetrickým, v němž se měří změna barvy reagující směsi, potencio metrickým, v němž se měří pomocí platinové elektrody redox potenciál reagující směsi úměrný koncentraci jodu nebo pomocí inotově-selektivní elektrody membránový potenciál úměrný koncentraci jodidů, nebo čidlem voltametrický, v němž se měří limitní proud oxidace jodidových iontů na elementární jod nebo naopak limitní proud redukce jodu.na jodidové ionty. Při měření v pěně metodou podle vynálezu je možno použít k detekci běžných typů čidel s objemem několika ml, aniž by se tím zvětšilo zpoždění a došlo k rozmazání píků stanovované látky vzniklých separací v chromatografické koloně.
V řadě případů, kdy je stanovovaná látka sama elektrochemicky, opticky nebo jinak aktivní, není třeba používat reakční činidlo, v našem případě roztok jodu a stanovovanou látku lze určovat v pěně přímo příslušným čidlem. Je to například při stanovení různých aromatických nitrosloučenin, které jsou elektrochemicky ektivní a podléhají katodické redukci. Tyto látky lze stanovovat v pěně přímo, například voltametrickým čidlem s platinovou nebo uhlíkovou indikační elektrodou. Aby se odstranil rušivý vliv kyslíku, je třeba v tomto případě používat jako nosného plynu dusíku, vodíku nebo jinéhozinertního plynu.
Lze stanovovat i plynné nebo těkavé látky a způsob podle vynálezu používat k detekci látek při plynové chromatografii. Stanovovaná látka se rozpouští v pomocném činidle nebo reaguje v pomocném činidle a její koncentrace se pak stanovuje v pěně pomocí některého čidla na měření koncentrace látek v kapalinách. Způsob práce je obdobný jako při analýze jiných plynů, jak je uvedeno například v příkladu 1.
Příklad 3
Kontinuální stanovení kysličníku siřičitého ve vzduchu.
Do směšovacího prostoru se přivádí rychlostí 300 ml .. min“! proud analyzovaného vzduohu, 1 % hmot. roztok peroxidu vodíku rychlostí 1 ml . min“^ a 1 až 5 % hmot. roztok přírodního pěnotvorného činidla jako je například vaječný bílek nebo želatina.
V reakčním prostoru o objemu asi 50 ml dochází k oxidaci kysličníku siřičitého peroxidem vodíku podle známé reakce • so2 + h2o2-*h2so4 .
Pěna* reagující směsi prochází trubicí analyzátoru a smáčí stěny čidla. Změna vodivosti filmu na stěnách čidla mezi dvěma platinovými elektrodami je úměrná koncentraci kysličníku siřičitého ve vzduchu a je měřena koňduktometrem.
Uvedené příklady nijak nevyčerpávají možnosti použití způsobu podle vynálezu, jež lze aplikovat i v mnoha dalších případech.

Claims (2)

1. Způsob kontinuální analýzy plynných a kapalných látek, vyznačený tím, že se analyzované médium smísí ve směšovacím prostoru s pěnotvorným činidlem nepřiklad s 20%ním roztokem sodné soli laurylsulfátu a 0,1 N kyselinou sírovou a dále s nosným plynem, například vzduchem a ve vzniklé pěně se určuje koncentrace stanovované látky, která je úměrná koncentraci stanovované látky v analyzovaném médiu.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se analyzované médium směšuje s pomocným anebo reskčním činidlem, jež může být kapeline. nebo plyn.
CS194478A 1978-03-28 1978-03-28 Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin CS198705B1 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS194478A CS198705B1 (cs) 1978-03-28 1978-03-28 Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin
CS792990A CS203776B1 (cs) 1978-03-28 1979-05-02 Zařízení pro kontinuální analýzu plynů a kapalin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS194478A CS198705B1 (cs) 1978-03-28 1978-03-28 Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS198705B1 true CS198705B1 (cs) 1980-06-30

Family

ID=5355089

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS194478A CS198705B1 (cs) 1978-03-28 1978-03-28 Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin
CS792990A CS203776B1 (cs) 1978-03-28 1979-05-02 Zařízení pro kontinuální analýzu plynů a kapalin

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS792990A CS203776B1 (cs) 1978-03-28 1979-05-02 Zařízení pro kontinuální analýzu plynů a kapalin

Country Status (1)

Country Link
CS (2) CS198705B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS203776B1 (cs) 1981-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guilbault et al. Enzyme electrodes based on the use of a carbon dioxide sensor. Urea and L-tyrosine electrodes
Arnold et al. Ion-selective electrodes
US4049382A (en) Total residual chlorine
Durst Continuous determination of free cyanide by means of membrane diffusion of gaseous HCN and an electrode indicator technique
Jin et al. A miniaturized FIA system for the determination of residual chlorine in environmental water samples
Pihlar et al. Amperometric determination of cyanide by use of a flow-through electrode
US4999305A (en) Apparatus for titration flow injection analysis
Somer et al. Preparation and application of iodide–mercury selective membrane electrode based on ion exchangers
Novič et al. Use of flow injection analysis based on iodometry for automation of dissolved oxygen (Winkler method) and chemical oxygen demand (dichromate method) determinations
Ruzicka The seventies-golden age for ion selective electrodes
Goto Monitoring of environmental water using continuous flow
Florence Differential potentiometric determination of parts per billion chloride with ion-selective electrodes
US4798803A (en) Method for titration flow injection analysis
Růžička et al. Ion-selective electrodes in continuous-flow analysis: Determination of calcium in serum
Matysik et al. A disposable electrode based on zeolite–polymer membranes for potentiometric titrations of ionic surfactants
US3830709A (en) Method and cell for sensing nitrogen oxides
Abdullin et al. Determination of uric acid by voltammetry and coulometric titration
CS198705B1 (cs) Způsob kontinuální analýzy plynů a. kapalin
Marple et al. Potentiometry: pH and Ion-Selective Electrodes
Huderová et al. A contribution to the problem of increasing fhe sensitivity of anodic-stripping voltammetry
US2876189A (en) Apparatus for electrochemical fluid analysis
Sato et al. Development of an optode detector for determination of anionic surfactants by flow injection analysis
Hara et al. Silver chloride pre-treatment for the direct potentiometric determination of chloride in stream waters using a solid-state chloride ion-selective electrode
US3450620A (en) Gas sensor
Tseng et al. Direct potentiometric measurement of sulfite ion with mercuric sulfide/mercurous chloride membrane electrode