DE865671C

DE865671C - Procedure for determining the composition of liquids

Info

Publication number: DE865671C
Application number: DED8206A
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1951-03-17
Filing date: 1951-03-17
Publication date: 1953-02-05

Description

Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung von Flüssigkeiten Aus dem Partialdampfdruck einer Komponente eines Flüssigkeitsgemisches läßt sich auf die Konzentration dieser Komponente in der Flüssigkeit schließen. Im einfachsten Fall gilt das Henry-Daltonsche Gesetz, und zwar dann, wenn die Konzentration der zu untersuchenden Komponente, die sich im übrigen den anderen Komponenten gegenüber indifferent verhalten muß, sowohl in der flüssigen als auch in der gasförmigen Phase klein ist. Nach dem Daltonschen Gesetz tritt in der die Abhängigkeit bestimmenden Gleichung der temperaturabhängige Ostwaldsche Löslichkeitskoeffizient auf. Insbesondere bei größerer Konzentration und auch bei komplizierten Mischungen kaml man die Abhängigkeit des Partialdruckes einer Komponenten von der Konzentration dieser Komponenten im Flüssigkeitsgemisch empirisch bestimmen.Method for determining the composition of liquids the end the partial vapor pressure of a component of a liquid mixture can be close the concentration of this component in the liquid. In the simplest Henry-Dalton's law applies if the concentration of component to be examined, which is otherwise compared to the other components must behave indifferently, both in the liquid and in the gaseous phase is small. According to Dalton's law, the dependency occurs in the determining factor Equation of the temperature-dependent Ostwald solubility coefficient. In particular with a higher concentration and also with complicated mixtures one came to the dependency the partial pressure of a component on the concentration of these components in the Determine the liquid mixture empirically.

Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, diese Abhängigkeit zwischen dem Partialdruck in der Gasphase und der Konzentration in der flüssigen Phase zur Bestimmung eben dieser Konzentration heranzuziehen. Die Erfindung besteht dabei in der Anwendung der sog. Gasspürgeräte zur Bestimmung des Anteils einer verdampfbaren Komponente eines Flüssigkeitsgemisches. In den Gasspürgeräten werden mit Hilfe der sog. Gasprüfröhrchen sehr geringe Gas mengen in dem zu untersuchenden Gas qualitativ und auch quantitativ festgestellt. Das zu untersuchende Gasgemisch wird dabei mit Hilfe einer Pumpe durch das Prüfröhrchen gesaugt, wobei die geförderte Gas menge bestimmt wird. So kann z. B. als Pumpe eine doppelt wirkende und von Hand bediente Kolbenpumpe dienen, die mit jedem Hub ein definiertes Volumen durch das Gasspürröhrchen saugt. Dieses enthält ein mehr oder weniger spezifisches beständiges Indikatorreagenz, das im allgemeinen auf ein indifferentes Trägermaterial imprägniert ist und das die Anwesenheit des zu bestimmenden Gases durch eine in Richtung des Gasstromes fortschreitende charakteristische Farbreaktion anzeigt. The invention is based on the idea of this dependency between the partial pressure in the gas phase and the concentration in the liquid Phase to determine precisely this concentration. The invention exists in the application of the so-called gas detection devices to determine the proportion of a vaporizable Component of a liquid mixture. In the gas detection devices, the so-called gas test tubes very small amounts of gas in the gas to be examined qualitatively and also determined quantitatively. The gas mixture to be examined is thereby with With the help of a pump sucked through the test tube, the pumped gas amount is determined. So z. B. as a pump a double-acting and operated by hand Piston pumps are used, which with each stroke a defined volume through the gas detection tube sucks. This contains a more or less specific stable indicator reagent, which is generally impregnated on an indifferent carrier material and the the presence of the gas to be determined by one in the direction of the gas flow shows progressive characteristic color reaction.

Die zur Bestimmung des nachzuweisenden Gases bzw. Dampfes erforderlichen -Mengen sind bei diesem Gasspürverfahren sehr gering. Im allgemeinen finden die Farbreaktionen schon mit Mengen statt, die unter I mg liegen. Das chromometrische Prüfröhrchenverfahren hat den Vorteil eines Mikroverfahrens, da die bei der Untersuchung eines über einer Flüssigkeit stehenden Gasgemisches notwendige Gasentnahme verhältnismäßig gering ist. Dadurch ergeben sich weitere Vorteile. Die Zusammensetzung der untersuchten Flüssigkeit wird so z. B. infolge der unterschiedlichen Flüchtigkeit der einzelnen Komponenten während der Messung nicht verändert.The necessary to determine the gas or steam to be detected - Quantities are very small with this gas detection method. In general, they find Color reactions take place with amounts that are below 1 mg. The chromometric Detector tube method has the advantage of a micro-method because it is used in the investigation a gas mixture above a liquid is relatively necessary is low. This results in further advantages. The composition of the examined Liquid is so z. B. due to the different volatility of each Components not changed during the measurement.

Außerdem wird bei der geringen Gasentnahme das Sättigungsgleichgewicht nur unerheblich gestört.In addition, the saturation equilibrium is reached with the low gas extraction only insignificantly disturbed.

Die Anwendung des Gasspürgerätes hat den weiteren Vorteil, daß dieses Verfahren auch von ungeschultem Personal ohne weiteres durchgeführt werden kann und daß die Untersuchungsgeräte handlich und einfach im Aufbau sind.The use of the gas detector has the further advantage that this Procedure can easily be carried out by untrained personnel and that the examination devices are handy and simple in construction.

Die Erfindung sei an Hand einiger Beispiele näher erläutert. The invention will be explained in more detail using a few examples.

I. Bei dem ersten Beispiel soll die Komponente eines Flüssigkeitsgemisches bestimmt werden, dessen Bestandteile alle verdampfbar sind. Als Beispiel sei die Bestimmung des Benzolgehaltes von Vergasertreibstoffen gewählt. Es sind Benzolprüfrohrchen zweier Arten bekannt. Die eine Art der Prüfröhrchen ist geeignet für Bestimmung von Benzol in Konzentrationen bis 50 mg/l. Der Nachweis des Benzols beruht auf einer Nitrierungsreaktion und ist für aromatische Kohlenwasserstoffe spezifisch. Die Homologen des Benzols reagieren ebenfalls, jedoch unter Bildung dunkler gefärbter Reaktionsprodukte, als sie bei Gegenwart von Benzol entstehen. Die andere Art der Benzolprüfröhrchen ist geeignet für Bestimmungen bis zu 8 mg/l. Für diese höhere Anzeigeempfindlichkeit wird eine Formaldehydschwef els äurereaktion benutzt. I. In the first example, the component of a liquid mixture be determined, the constituents of which are all vaporizable. As an example, take this Determination of the benzene content of carburetor fuels selected. They are benzene test tubes of two types are known. One type of test tube is suitable for determination of benzene in concentrations up to 50 mg / l. The proof of benzene is based on one Nitration reaction and is specific for aromatic hydrocarbons. The homologues of the benzene also react, but with the formation of darker colored reaction products, than they are formed in the presence of benzene. The other type of benzene test tube is suitable for determinations up to 8 mg / l. For this higher display sensitivity a formaldehyde-sulfuric acid reaction is used.

Durch eine vorgegebene Schichtlänge des Reaktionspräparates der Prüfröhrchen wird eine bestimmte, beispielsweise durch die Zahl der Pumpenhübe gegebene Menge Prüfluft gesaugt, und zwar so lange, bis die Verfärbung der Reaktionsschicht hinsichtlich der Intensität und dem Farbton genau einer Farbvergleichsschicht entspricht. Innerhalb bestimmter Konzentrationsgrenzen ist die zu bestimmende Konzentration naturgemäß umgekehrt proportional dem geförderten Gasvolumen, wobei die Proportionalitätsfaktoren für jedes der Prüfröhrchentypen charakteristische Konstanten sind Außerhalb des Gültigkeitsbereiches dieser Prüfröhrchenkonstante kann die Beziehung zwischen Gaskonzentration und der geförderten Gasmenge graphisch ermittelt und dargestellt werden. By a given length of layer of the reaction preparation of the test tube a certain amount, for example given by the number of pump strokes Test air sucked in until the discoloration of the reaction layer with regard to the intensity and hue corresponds exactly to a color comparison layer. Within The concentration to be determined is naturally of certain concentration limits inversely proportional to the volume of gas delivered, with the proportionality factors Characteristic constants for each of the test tube types are Outside the The range of validity of this detector tube constant can be the relationship between gas concentration and the amount of gas delivered can be determined and displayed graphically.

Von dem zu untersuchenden flüssigen Kohlenwasserstoffgemisch werden genau 1 ccm in einer Io-l-Flasche verdampft, die mit einem doppelt durchbohrten Stopfen versehen ist, durch den ein kurzes und ein langes bis auf den Boden reichendes Glasrohr geführt werden. Das Prüfröhrchen wird an das kurze Glasrohr angeschlossen. Nunmehr wird bis zum Farbumschlag eine Gasmenge durch das Prüfröhrchen gesaugt. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die eingebrachte Flüssigkeitsmenge restlos verdampft ist. Aus der bis zum Farbumschlag durchgesaugten Luft kann die Konzentration der zu bestimmenden verdampften Flüssigkeit in dem Gasinhalt der Io-l-Flasche errechnet werden. Daraus läßt sich nun wiederum die Menge der zu bestimmenden Flüssigkeit errechnen, die in dem in die Flasche eingebrachten und verdampften 1 ccm des zu untersuchenden Gemisches enthalten ist. Damit ist die Konzentration dieser Flüssigkeitskomponente bestimmt. From the liquid hydrocarbon mixture to be examined Exactly 1 ccm evaporated in an Io-l bottle, which was pierced with a double Stopper is provided, through which a short and a long reaching to the bottom Glass tube are guided. The test tube is connected to the short glass tube. Now a quantity of gas is sucked through the test tube until the color changes. Care must be taken that the amount of liquid introduced is completely free has evaporated. Concentration can be determined from the air sucked through until the color changes of the vaporized liquid to be determined in the gas content of the Io-l bottle is calculated will. From this, in turn, the amount of the liquid to be determined can be determined Calculate the 1 ccm of the that has been introduced into the bottle and evaporated the mixture to be investigated. So that is the concentration of this liquid component certainly.

Es sei davon ausgegangen, daß die Farbreaktion des Prüfröhrchens eingetreten ist, wenn in dieses 2 mg Benzol eingesaugt wurden. Wenn dann z. B. mit einer doppelt wirkenden Kolbenpumpe, die in einem Doppelhub etwa 75 ccm Luft fördert, drei Hübe durchgeführt werden, bis die Farbreaktion eintritt, so ergibt sich daraus, daß in der durch; gesaugten Luftmenge von 225 ccm die Menge von 2 mg Benzol enthalten ist. In den 10 1 der Prüfluft sind demnach rund go mg Benzol enthalten. Unter der weiteren beispielsweisen Annahme; daß der Vergasertreibstoff das spezifische Gewicht von o,g hat, ergibt sich aus der Untersuchung, daß in goo mg Vergasertreibstoff go mg Benzol, d. h. also 10 Gewichtsprozent Benzol enthalten sind. It is assumed that the color reaction of the test tube occurred when 2 mg of benzene were sucked into it. If then z. B. with a double-acting piston pump that delivers around 75 ccm of air in one double stroke, three strokes are carried out until the color reaction occurs, so it follows that that in the through; sucked air volume of 225 ccm contain the amount of 2 mg benzene is. The 10 1 of the test air therefore contains around 10 mg of benzene. Under the further example assumption; that the carburetor fuel has the specific gravity of o, g, results from the investigation that in goo mg of carburetor fuel go mg benzene, d. H. that is, 10 percent by weight of benzene is contained.

2. Es soll der Benzolgehalt eines Schmieröls bestimmt werden. Hierzu wird das Prüfröhrchen direkt an eine Waschflasche mit Sinterboden angeschlossen, die auf einer bestimmten Temperatur von beispielsweise 20' gehalten wird. Die Waschflasche wird mit 25 ccm des zu untersuchenden Gemisches beschickt. Bei sehr kleinen Benzolkonzentrationen können mehrere Waschflaschen hintereinander angeordnet werden: Die von der durchgesaugten Luft mitgerissenen Nebelteilchen werden in einer Nebelfalle zwischen Prüfröhrchen und Waschflasche zurückgehalten. 2. The benzene content of a lubricating oil is to be determined. For this the test tube is connected directly to a wash bottle with a sintered bottom, which is kept at a certain temperature of, for example, 20 '. The wash bottle is charged with 25 ccm of the mixture to be examined. At very low benzene concentrations several washing bottles can be arranged one behind the other: The one sucked through by the Air-entrained mist particles are placed in a mist trap between detector tubes and wash bottle withheld.

Aus der bis zum Farbumschlag geförderten Luftmenge läßt sich nun der Partialdruck des Benzols und daraus mit Hilfe des bekannten Löslichkeitskoeffizienten des Henry-Daltonschen Gesetzes die Konzentration des Benzols in dem untersuchten Gemisch berechnen. From the amount of air conveyed up to the color change it can now be the partial pressure of the benzene and from this with the help of the known solubility coefficient of Henry Dalton's law determines the concentration of benzene in the investigated Calculate mixture.

Es sei wiederum davon ausgegangen, daß die Farbreaktion des Prüfröhrchens eingetreten ist, wenn in dieses 2 mg Benzol eingesaugt wurden. It is again assumed that the color reaction of the test tube occurred when 2 mg of benzene were sucked into it.

Wenn dann z. B. mit der Kolbenpumpe drei Hübe durchgeführt wurden, bis die Farbreaktion eintritt, so bedeutet dies, daß in 225 ccm durchgesaugten Gases 2 mg Benzol bzw. in 1 1 9 mg Benzol enthalten sind. Aus dieser Konzentration errechnet sich mit Hilfe des Löslichkeitskoeffizienten des Henry-Daltonschen Gesetzes, daß das Mineralöl I,2 Gewichtsprozent Benzol enthält.If then z. B. three strokes were performed with the piston pump, until the color reaction occurs, this means that 225 ccm of gas has been sucked through 2 mg benzene or 1 1 9 mg benzene are contained. Calculated from this concentration with the help of the solubility coefficient of Henry-Dalton's law that the mineral oil contains I, 2 percent by weight benzene.

3. Zum Nachweis von Alkohol kann die B ichromatschwefelsäurereaktion verwendet werden Das Prüfröhrchen hat einen Anzeigebereich zwischen 2 und 50 mg Alkohol pro Liter Luft. 3. The dichromate sulfuric acid reaction can be used to detect alcohol be used The test tube has a display area between 2 and 50 mg alcohol per liter of air.

Beim Durchsaugen alkoholdampfhaltiger Luft verfärbt sich die gelbe Chromatschicht zonenweise grün, bis zur Intensität der Farbvergleichsschicht.When air containing alcohol vapor is sucked through, the yellow color changes Chromate layer green in areas, up to the intensity of the color comparison layer.

Sobald diese erreicht ist, läßt sich aus dem geförderten Gasvolumen die Menge des durchgesaugten Alkoholdampfes und damit dessen Konzentration in dem Gasvolumen bestimmen.As soon as this is reached, the pumped gas volume can be used the amount of alcohol vapor sucked through and thus its concentration in the Determine gas volume.

Mit diesem Prüfröhrchen kann nun der Alkoholgehalt wäßriger Lösung bestimmt werden, indem die über den Lösungen herrschende Atmosphäre durch das Gasprüfröhrchen gesaugt wird. Aus der in dieser bestimmten Alkoholmenge und aus der bekannten Abhängigkeit zwischen der Konzentration einer wäßrigen Lösung an Alkohol und dessen Partialdruck über der Lösung kann der Gehalt der wäßrigen Lösung an Alkohol bestimmt werden. The alcohol content of the aqueous solution can now be measured with this test tube can be determined by the atmosphere prevailing over the solutions through the gas test tube is sucked. From the amount of alcohol in this specific amount and from the known dependency between the concentration of an aqueous solution of alcohol and its partial pressure The alcohol content of the aqueous solution can be determined above the solution.

Claims

PATENT CLAIM: Use of the gas detector to determine the proportion a vaporizable component of a liquid mixture.