DE1262638B

DE1262638B - Colorimetric indicator for ozone

Info

Publication number: DE1262638B
Application number: DEM67121A
Authority: DE
Inventors: Charles Arthur Plantz
Original assignee: Mine Safety Appliances Co
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 1964-11-17
Filing date: 1965-10-30
Publication date: 1968-03-07

Description

Kolorimetrischer Indikator für Ozon Die Erfindung betrifft einen kolorimetrischen Indikator für Ozon, der insbesondere für die kolorimetrische qualitative und quantitative Bestimmung von Ozon in anderen Gasen geeignet ist.Colorimetric Indicator for Ozone The invention relates to a colorimetric indicator Indicator of ozone, in particular for the colorimetric qualitative and quantitative Determination of ozone in other gases is suitable.

Es sind bereits bequeme, einfache und schnelle Verfahren bekannt, um bestimmte Gase außer Ozon zu bestimmen, wobei das betreffende Gas durch einen trockenen, festen Indikator geleitet wird, welcher aus einem neutralen, festen Träger besteht, der mit einem seine Farbe ändernden Reagenz imprägniert ist. Es gibt jedoch noch keine trockenen, festen Indikatoren mit befriedigender Wirkung für die Feststellung und quantitative Bestimmung von Ozon. Convenient, simple and quick methods are already known to determine certain gases other than ozone, the gas in question being replaced by a dry, solid indicator, which consists of a neutral, solid carrier which is impregnated with a reagent that changes its color. There are, however still no dry, solid indicators with a satisfactory effect for the determination and quantitative determination of ozone.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen festen, kolorimetrischen Indikator für Ozon vorzuschlagen, der eine einfache, rasche und zuverlässige Methode zur Feststellung und quantitativen Bestimmung von Ozon - in Gasen, insbesondere in Luft, gestattet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird von dem bekannten Aufbau für kolorimetrische Indikatoren ausgegangen, und gemäß der Erfindung handelt es sich bei dem Reagenz um einen Sulfophthaleinfarbstoff in alkalischer Form. It is an object of the invention to provide a solid, colorimetric indicator for ozone to propose a simple, quick and reliable method of detection and quantitative determination of ozone - permitted in gases, especially in air. The known structure for colorimetric indicators is used to solve this problem assumed, and according to the invention, the reagent is a sulfophthalein dye in alkaline form.

Die Erfindung beruht auf der bisher unbekannten Tatsache, daß, wenn Luft oder ein anderes Gas mit Ozongehalt mit einem festen, neutralen Träger, der mit einem Sulfophthaleinfarbstoff in dessen alkalischer Form imprägniert ist, in Berührung gebracht wird, eine deutliche Farbänderung des alkalischen Farbstoffes nach weiß oder farblos eintritt. The invention is based on the previously unknown fact that if Air or another gas containing ozone with a solid, neutral carrier, the impregnated with a sulfophthalein dye in its alkaline form, in Is brought into contact, a clear change in color of the alkaline dye after white or colorless occurs.

Wird Luft oder ein anderes auf Ozon zu untersuchendes Gas durch ein bekanntes, durchsichtiges Glasröhrchen oder ein Röhrchen aus einem anderen, durchsichtigen und neutralen Material geleitet, das mit dem erfindungsgemäßen Indikator gefüllt ist, so verursacht die Anwesenheit von Ozon einen Farbumschlag entlang der Indikatorsäule, und zwar in der Richtung, in welcher die Luft hindurchgeleitet wird, womit dann nicht nur die Anwesenheit von Ozon nachgewiesen ist, sondern die Länge der Indikatorsäule, auf welcher der Farbumschlag eingetreten ist, hängt bei einem Test unter Normalbedingungen von der Konzentration des Ozons in der untersuchten Atmosphäre ab. Is air or another gas to be examined for ozone through a known, transparent glass tube or a tube from another, transparent and passed neutral material, which is filled with the indicator according to the invention the presence of ozone causes a color change along the indicator column, namely in the direction in which the air is passed through, with which then not only the presence of ozone is proven, but the length of the indicator column, on which the color change occurred depends on a test under normal conditions on the concentration of ozone in the atmosphere under study.

Der Trägerstoff, vorzugsweise eines der bekannten anorganischen Absorptionsmittel, nimmt an der farbentwickelnden Reaktion nicht teil, sondern dient lediglich als Träger für das Resonanz, mit derAusnahme jedoch, daß gegebenenfalls ein alkalischer Träger benutzt werden kann, um den Farbstoff in seine alkalische Form zu überführen. Körnige Absorptionsmittel wie Silikagel und aktiviertes Aluminiumoxyd stellen geeignete Trägerstoffe dar. Vorzugsweise wer- den als Träger Glasperlen od. dgl. verwendet, die mit einem anhaftenden Film eines anorganischenAbsorptionsmittels beschichtet sind. Obwohl an sich irgendeine Schicht eines neutralen, anorganischen Absorptionsmittels, beispielsweise Ton oder Diatomeenerde, geeignet ist, benutzt man doch vorteilhafterweise Magnesiumhydroxyd, Zirkonoxyd oder Titanoxyd, weil sich dadurch Indikatoren mit gesteigerter Empfindlichkeit ergeben. The carrier, preferably one of the known inorganic absorbents, does not take part in the color-developing reaction, but only serves as Carrier for the resonance, with the exception, however, that an alkaline one may be used Carriers can be used to convert the dye into its alkaline form. Granular absorbents such as silica gel and activated alumina are suitable Carriers. Preferably, the glass beads or the like used as a carrier, coated with an adherent film of an inorganic absorbent are. Although in itself some layer of a neutral, inorganic absorbent, for example clay or diatomaceous earth is suitable, it is advantageously used Magnesium hydroxide, zirconium oxide or titanium oxide, because they are indicators with result in increased sensitivity.

Gemäß der Erfindung lassen sich irgendwelche Sulfophthaleinfarbstoffe verwenden, insbesondere 3',3"-Dibromthymolsulfophthalein, Phenolsulfophthalein, 3 ,3",5',5"-Tetrabromphenolsulfophthalein, Dibromcresolsulfophthalein, 3',3",5',5"-Tetrabromm-cresolsulfophthalein, o-Cresolsulfophthalein, 3',3"-Dichlorphenolsulfophthalein, m-Cresolsulfophthalein und/oder Thymolsulfophthalein. Any sulfophthalein dyes can be used in accordance with the invention use, in particular 3 ', 3 "-Dibromothymolsulfophthalein, Phenolsulfophthalein, 3, 3 ", 5 ', 5" -Tetrabromophenolsulfophthalein, Dibromcresolsulfophthalein, 3', 3 ", 5 ', 5" -Tetrabromom-cresolsulfophthalein, o-cresolsulfophthalein, 3 ', 3 "-dichlorophenolsulfophthalein, m-cresolsulfophthalein and / or thymolsulfophthalein.

Der erfindungsgemäße Indikator wird dadurch hergestellt, daß ein Träger, eine Lösung des Sulfophthaleinfarbstoffes und eine für die Umwandlung des Farbstoffes in eine alkalische Form ausreichende Menge eines basischen Stoffes zusammengemischt werden. Als basischer Stoff eignet sich z. B. eine Gewichtsmenge an Natriumkarbonat, die derjenigen des Farbstoffes gleich ist, wobei vorzugsweise ein Alkohol, Wasser oder Mischungen hiervon als Lösungsmittel benutzt werden. Der imprägnierte Träger wird anschließend getrocknet, und zwar vorzugsweise unter Vakuum bei Raum- oder mäßig erhöhter Temperatur, bis im wesentlichen das gesamte Lösungsmittel entfernt oder bis der Indikator frei fließend ist. The indicator according to the invention is produced in that a Carrier, a solution of the sulfophthalein dye and one for the conversion of the Dye mixed together in an alkaline form sufficient amount of a basic substance will. As a basic substance z. B. an amount by weight of sodium carbonate, that of the dye is the same, preferably an alcohol, water or mixtures thereof can be used as solvents. The impregnated carrier is then dried, preferably under vacuum at room or moderately elevated temperature until essentially all of the solvent is removed or until the indicator is free flowing.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung werden etwa 0,05 bis 1,5 g, vorzugsweise 0,3 g Magnesiumhydroxyd mit 100 cm3 Glasperlen vermischt, deren Siebfeinheit zwischen etwa 7,5 und 80, vorzugsweise zwischen 30 und 45 Maschen pro laufen dem Zentimeter liegt. Das Magnesiumhydroxyd soll eine Siebfeinheit von wenigstens 40 Maschen pro laufendem Zentimeter oder feiner besitzen. Flockige, präzipitierte Pulver sind besonders geeignet. Eine Lösung von 1 bis 50mg an 3',3"-Dibromthymolsulfophthalein, vorzugsweise 5 mg und die gleiche Menge Natriumkarbonat, gelöst in einer passenden Menge Wasser, vorzugsweise 100 cms, werden zugegeben. Die Mischung wird im Vakuum unter Umrühren getrocknet. Der sich so ergebende, freifließende Indikator besitzt eine blaue Farbe. Wenn andere Sulfophthaleinfarbstoffe an Stelle des 3',3"-Dibromthymolsulfophthalein verwendet werden, nimmt der Träger die Farbe der alkalischen Form des betreffenden Farbstoffes an. In a preferred embodiment according to the invention about 0.05 to 1.5 g, preferably 0.3 g of magnesium hydroxide with 100 cm3 of glass beads mixed, the sieve fineness of which between about 7.5 and 80, preferably between 30 and 45 stitches per running centimeter. The magnesium hydroxide is said to be a Have a mesh fineness of at least 40 meshes per running centimeter or finer. Flaky, precipitated powders are particularly suitable. A solution of 1 to 50mg of 3 ', 3 "-Dibromothymolsulfophthalein, preferably 5 mg and the same amount of sodium carbonate, dissolved in an appropriate amount of water, preferably 100 cms, are added. The mixture is dried in vacuo with stirring. The resulting, free-flowing one The indicator is blue in color. If other sulfophthalein dyes in place des 3 ', 3 "-Dibromothymolsulfophthalein are used, the wearer takes the color the alkaline form of the dye in question.

Bei Ausübung der Erfindung wird das zu untersuchende Gas durch eine Packung des Indikators hindurchgeleitet. Obwohl dies in verschiedener Weise erfolgen kann, wird vorgezogen, das Gas in einer Weise einwirken zu lassen, wie es im USA.-Patent 2 174 349 beschrieben ist. Demgemäß wird eine längliche Packung des festen Indikators in einem Röhrchen aus Glas oder anderem, durchsichtigem neutralem Material von geringem Querschnitt angeordnet und durch Pfropfen aus Glaswolle, Glasstreifen od. dgl. am Platz gehalten. Die Enden des Röhrchens sind abgedichtet. Wenn eine Gasbestimmung ausgeführt werden soll, werden die abgedichteten Enden des Röhrchens geöffnet, wonach man Luft oder ein anderes zu untersuchendes Gas durch das Röhrchen mit Hilfe geeigneter Mittel, beispielsweise eines Saugballs od. dgl., hindurchströmen läßt. Die Anwesenheit von Ozon in der Atmosphäre verwandelt den mit dem alkalischen Farbstoff gefärbten Indikator rasch in einen weißen Stoff. Zur quantitativen Bestimmung des Ozons wird ein abgemessenes Gasvolumen auf irgendeine Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Saugballes mit bekannter volumetrischer Ausgabe, durch das Röhrchen hindurchgeleitet. Die Länge der Strecke, auf der sich die weiße Farbe entwickelt, stellt ein Maß für die Konzentration des Ozons dar. Durch Vergleich der Länge der gefärbten Strecke mit einer Skala, die durch Verwendung eines standardisierten Volumens mit unterschiedlichen, aber bekannten Ozonkonzentrationen geeicht wurde, ist auf diese Weise eine direkte quantitative Bestimmung des Ozons möglich. When practicing the invention, the gas to be examined is through a Pack of the indicator passed through. Although this can be done in different ways it is preferred to act the gas in a manner as described in the U.S. patent 2 174 349. Accordingly, there is an elongated package of the solid indicator in a tube made of glass or other transparent neutral material of little Arranged cross-section and by plug of glass wool, glass strips or the like. On Held place. The ends of the tube are sealed. When a gas determination is to be carried out, the sealed ends of the tube are opened, whereafter air or another gas to be examined through the tube with the help of suitable Means, for example a suction ball or the like. Can flow through. The presence of ozone in the atmosphere transforms the one colored with the alkaline dye Indicator quickly in a white fabric. For the quantitative determination of the ozone is a measured volume of gas in some way, for example by means of a Suction ball with known volumetric output, passed through the tube. The length of the path over which the white color develops is a measure of represents the concentration of ozone. By comparing the length of the colored route with a scale which, by using a standardized volume with different, but known ozone concentrations have been calibrated in this way is a direct one quantitative determination of ozone possible.

Der Indikator kann dazu neigen, bei langer Vorratshaltung seine Empfindlichkeit zu verlieren, falls die im Röhrchen eingeschlossene Luft nicht entfernt wird. Das mit dem Indikator gefüllte Röhrchen wird deshalb vorteilhafterweise evakuiert, um die Luft vor der Abdichtung der Enden zu entfernen. Vorzugsweise wird der freie Raum im Röhrchen auch mit einem nicht oxydierenden, neutralen Gas, beispielsweise Stickstoff oder Argon, gefüllt. The indicator can tend to be sensitive if it is kept for a long time to lose, in case the air trapped in the tube is not removed. That Tubes filled with the indicator are therefore advantageously evacuated in order to to remove the air before sealing the ends. Preferably the free Space in the tube with a non-oxidizing, neutral gas, for example Nitrogen or argon.

Es ist möglich, bei Verwendung der oben beschriebenen Röhrchen quantitativ eine Ozonmenge in Luft festzustellen, deren Konzentration etwa 0,025.10-6 beträgt, falls eine Prüfmenge von 100 rnl/Min. während 10 Minuten durch ein Prüfröhrchen mit 2 mm Innendurchmesser und einer Indikatorstrecke von etwa 5 cm Länge geleitet wird. It is possible to use the tubes described above quantitatively determine an amount of ozone in air, the concentration of which is about 0.025.10-6, if a test quantity of 100 ml / min. for 10 minutes through a test tube with an inner diameter of 2 mm and an indicator section of about 5 cm in length will.

Claims

Claims: 1. Colorimetric indicator for ozone in which a neutral, solid carrier is impregnated with a reagent, thereby marked It is noted that the reagent is a sulfophthalein dye in alkaline form.

2. Indicator according to claim 1, characterized in that the sulfophthalein dye Is 3 ', 3 "-Dibromothymolsulfophthalein.

3. Indicator according to claim 1 or 2, characterized in that The carrier consists of glass beads with an adherent, neutral, finely divided inorganic absorbents are coated.

4. Indicator according to claim 3, characterized in that the inorganic The absorbent is magnesium hydroxide, zirconium oxide or titanium oxide.

5. Indicator according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier consists of silica gel or activated aluminum oxide.

6. Indicator according to claim 3 or 4, characterized by glass beads with a sieve fineness between about 7.5 to 80 meshes per running centimeter, 100 cms of which are coated with about 0.05 to 1.5 g of absorbent, and by impregnation with about 1 to 50 mg of sulfophthalein dye in alkaline Shape per 100 cm3 glass beads.

7. Indicator according to one of the preceding claims, characterized in that that it is placed in a transparent tube, the ends of which are releasable seals wear.

8. Indicator according to claim 7, characterized in that the tube is free of air.

9. Indicator according to claim 7 or 8, characterized in that the tube is filled with a neutral gas.

Considered publications: German patent documents no. 962476, 1,034,394; German utility model No. 1 815 228; Swiss patent specification No. 204 902; British Patent No. 656257.