PL76348B1 - Tubes for quantitative determination of[FR2078486A5] - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: VEB Jenapharm, Jena (Niemiecka Republika Demokratyczna) Rurka probiercza do ilosciowego oznaczania zawartosci alkoholu w wydychanym powietrzu Przedmiotem wynalazku jest rurka probiercza do ilosciowego oznaczania zawartosci alkoholu w wydychanym powietrzu oparta na. zastosowaniu dwuchromianu z kwasem siarkowym na zelu krze¬ mionkowym.Znany jest sposób oznaczania wydychanego' z po¬ wietrzem alkoholu przez redukcje zwiazków chro¬ mu szesciowartosciowego do zwiazków chromu trójwartosciowego w srodowisku silnie zakwaszo¬ nym kwasem siarkowym.Znane jest równiez stosowanie jako nieporowa- tych podlozy perel szklanych, sproszkowanego szkla lub czastek ceramicznych. Opisywano juz takze czastki, które stosowano jako mieporowate podloza, w postaci elementów jednakowego ksztaltu o chro¬ powatej powierzchni. Znane sa nastepnie jako srodki absorpcyjne do nanoszenia min. glinki, maczka kwarcowa, boksyt i ziemia bielaca. Wiel¬ kosci czastek dotychczas opisywanych nieporo- watych podlozy mieszcza sie w granicach 0,05— —0,35 mm.Do [mierzenia objetosci wydychanego powietrza, które dla oznaczenia w nim zawartosci alkoholu przedmuchuje sie przez warstwe majaca wykazac jego ilosc, przyjeto jako wskaznik odwracalny barwnik termoczuly. W czesci niewypelnionej za¬ topiony jest w dajacej sie stluc ampulce roztwór ditizonu. Wiadomo takze, ze koniecznego do ozna¬ czenia zawartosci alkoholu pomiaru objetosci po- 10 15 20 25 30 wietrza mozna dokonac przez oznaczenie stalej w temperaturze 37°C zawartosci wilgoci w po¬ wietrzu wydychanym, stosujac odczynniki chemicz¬ ne do wykrywania wody. W sposobie tym przed masa reakcyjna wskazujaca zawartosc alkoholu wlacza sie warstwe z równomiernie drobnoziar¬ nistego zelu niebieskiego. Zachodzaca w tej wla¬ czonej na wstepie warstwie absorpcje alkoholu trzeba z góry uwzglednic przy 'ocenie wskazan zawartosci alkoholu.Ponadto znane sa równiez rurki probiercze, w których badz na sciance wewnetrznej rurki, badz na plaszczu wkladanego w kazdym przy¬ padku elementu wypelniajacego znajduje sie war¬ stwa zawierajaca odczynnik. Element wypelnia¬ jacy powinien Ibyc utrzymywany w swoim polo¬ zeniu za pomoca punktowych wgniecen.Wszystkie znane dotad sposoby maja ta wade, ze wskutek duzej powierzchni wewnetrznej i ma¬ lej wielkosci ziarna zastosowanego zelu krzemion¬ kowego, jak równiez wskutek duzej ilosci kwasu siarkowego naniesionego z koniecznosci na ten zel, która w kazdym przypadku wynosi znacznie po¬ mad 10% wagowych w stosunku do ilosci odczyn¬ nika, nie uzyskuje sie zadowalajacego' rozdzielenia wilgoci i alkoholu w powietrzu wydychanym. Tym sposobem ilosciowe oznaczenie kolorymetryczne za¬ wartosci alkoholu w powietrzu wydychanym w granicach ponizej 1,5%0 przez pomiar dlugosci stre¬ fy ziamiany barwy jest (niemozliwe. 76 34876 348 Bardzo mala, w stosunku do ilosci wilgoci w powietrzu, ilosc alkoholu rozpuszcza sie calko¬ wicie w wodzie zaabsorbowanej w mieszaninie zelu krzemionkowego z kwasem siarkowym tak, ze (powstaja strefy w przyblizeniu jednakowej dlu- 5 gosci, które zaleznie od zawartosci alkoholu róznia sie jedynie barwa. Konieczna przy tym ocena wy¬ ników próby przez porównanie barw jest obar¬ czona bledami, w przeciwienstwie do ilosciowej kolorymetrycznej metody pomiaru dlugosci strefy 10 odmiennie zabarwionej. W róznych warunkach swietlnych ocena porównania barw jest czesto nie¬ mozliwa. — .*-.-, Ilosciowemu oznaczaniu przeszkadza rzad wiel¬ kosci ziarna znanych podlozy o strukturze nie- 15 porowatej.jgdyz ziarnistosc 0,05—0,35 mm okazuje sie jako przecietna za mala, by móc znalezc za¬ stosowanie w rurkach probierczych z ilosciowym wskazaniem zawartosci alkoholu.Zmatowanie powierzchni, co równiez bylo opisy- 20 wane, okazuje sie zabiegiem nieekonomicznym, natomiast materialy glazurowane nie moga byc zastosowane z pozadanym wynikiem.Nastepnie potrzebna wskutek duzej powierzchni wewnetrznej zelu krzemionkowego duza ilosc chro- 25 mianu utrudnia kolorymetryczna ocene zmiennych stezen alkoholu droga pomiaru dlugosci strefy o zmienionej barwie. Zastosowane w tym sposobie warstwy odczynników uniemozliwiaja niezbedny do ilosciowego oznaczenia alkoholu pomiar obje- 30 tosci powietrza za pomoca dolaczonej do nich war¬ stwy do oznaczania wody. Próba uwidocznienia wskazania objetosci za pomoca wlaczonej na po¬ czatku warstwy zelu niebieskiego prowadzi do dodatkowego zmniejszenia stezenia alkoholu w wy- 35 dychanym powietrzu, gdyz rozdzielanie wody od alkoholu w warstwie zelu niebieskiego w ogóle nie zachodzi.Pomiar objetosci za pomoca termoczulego barw¬ nika uzalezniony jest od wplywu temperatury zew- 40 netrznej na ten barwnik, który zmienia barwe odwracalnie w temperaturze 43°—47°C. Sposób ten wykazuje poza tym te wade, ze przy stezeniach alkoholu ponizej 1,5%, musi byc wykluczone do¬ datkowe oznaczenie za pomoca ditizonu, które 45 oprócz tego nie pozwala na ocene kolorymetryczna zawartosci alkoholu droga pomiaru dlugosci pasma zmiany barwy.Przy zadnej z form wykonania rurki probierczej wyjposazonej w element wypelniajacy nie ma gwa- 50 rancji, ze cale przeplywajace przez powstala szcze¬ line medium badane wchodzi w kontakt z od¬ czynnikiem^ co jest bezwzglednym warunkiem dla ilosciowego oznaczenia.Przepuszczanie badanego gazu pomiedzy dwiema 55 koncentrycznymi powierzchniami cylindrycznymi, z których albo wewnetrzna albo zewnetrzna za¬ opatrzona jest w warstwe indykatora, jest nie¬ dogodne, poniewaz szeroka szczelina powoduje zbyt maly opór przeciwstawiajacy sie badanemu me- 60 dium, a tym samym natychmiastowe rozprzestrze¬ nienie sie w calej dla medium dostepnej prze¬ strzeni. Jesli przeciwnie szczeline dobierze sie ma¬ la, to wtedy szybkosc przeplywu gazu badanego jest odpowiednio wysoka, dochodzi do znacznego 65 skrócenia czasu przebywania w rurce probierczej i reakcja nie moze zachodzic calkowicie. Ko¬ nieczny do wytwarzania strefy pozwalajacej na bezposrednia ilosciowa ocene, równomierny ze wszystkich stron strumien medium badanego rów¬ niez z trudem daje sie uzyskac, gdyz juz naj¬ mniejsze przemieszczenie sie elementu wypelnia¬ jacego w stosunku do rurki probierczej wystarczy, aby warunek ten nie byl spelniony. Wskutek tego w kazdym z wymienionych przypadków ilosciowa ocena wskazan jest niemozliwa.Zadaniem wynalazku jest dostarczenie rurki pro¬ bierczej do ilosciowego oznaczania zawartosci alko¬ holu, zwlaszcza w wydychanym powietrzu.Rurka probiercza powinna zapewniac dobra oce¬ ne kolorymetryczna droga pomiaru dlugosci strefy zmiany barwy.Zadanie rozwiazano wedlug wynalazku w ten sposób, ze przezroczysta rurka jest zaopatrzona w wypelnienie, które sklada sie z nieporowatego materialu podstawowego, stanowiacego zmielone czastki szkla, z materialu porowatego, korzystnie sproszkowanego zelu krzemionkowego, naniesione¬ go na material podstawowy przy uzyciu obojet¬ nego spoiwa i z zaabsorbowanego odczynnika sta¬ nowiacego mieszanine dwuchromianu i kwasu siar¬ kowego. Rurka probiercza w obrebie wypelnienia dla odczytu ilosci alkoholu zawartego w powietrzu wydychanym jest zaopatrzona w wycechowana skale.Do pomiaru potrzebnej objetosci powietrza wy¬ dychanego dolaczona jest sluzaca do wykrywania alkoholu warstwa wrazliwa na dzialanie wody albo dolaczony, w przypadku uzywania rurki pro¬ bierczej, w znany sposób balonik pomiarowy.W warstwie sluzacej do wykrywania alkoholu jako materialy nieporowate moga byc zawarte takze czastki kwarcu, granulaty tworzyw' sztucz¬ nych, np. granulat oparty na policzterofluoroetyle- nie, albo podobne odporne na dzialanie mieszaniny chromianu i kwasu siarkowego czastki pochodzenia nieorganicznego lub organicznego.Jako materialy porowate oprócz pylu i zelu krze¬ mionkowego stosuje sie równiez tlenek glinu, masy ceramiczne lub materialy stosowane do wytwarza¬ nia sit molekularnych, np. zeolity, jak tez podobne materialy porowate, które sa odporne na miesza¬ nine chromianu z kwasem siarkowym. Uzyty kaz¬ dorazowo pyl musi miec ziarno o wielkosci poni¬ zej 0,1 mm.Stwierdzono równiez, ze stosowane materialy nie¬ porowate moga miec dowolna strukture, jednakze musza wykazywac srednia wielkosc srednicy ziar¬ na 0,25^1,0 mm.Ponadto stwierdzono, ze wypelnienie rurki pro¬ bierczej musi miec dlugosc 20—40 mm, aby w za¬ leznosci od sredniej wielkosci czastek nieporowa- tych warstwa wyipelnienia stawiala wydychanemu strumieniowi powietrza opór równy 40—80 mm slupa wody mierzony przy predkosci przeplywu 1 l/min w celu uzyskania duzej dokladnosci wska¬ zan i odczytów.Oprócz tego ustalono, ze* stosunek wagowy ma¬ terialów porowatych, jak np. sproszkowany zel krzemionkowy, tlenek glinu lub zeolit albo po-5 dobny proszek, do diwuohnjmianu potasowego i do kwasu siarkowego powinien sie miescic w grani¬ cach 10:0,1 do 03:3 do 11, aby uzyskac pozadany efekt.Sporzadzona w ten sposób rurka probiercza wy¬ kazuje nastepujace korzystne wlasciwosci: prze¬ biegajaca tylko na zewnetrznej powierzchni od¬ czynnika reakcja alkoholu z mieszanina chromianu z kwasem siarkowym, daje proporcjonalnie do za¬ wartosci aUkohoru w powietrzu wydychanym prze¬ biegajaca w sposób ciagly strefe barwna.Zastosowanie niewielkiej, dokladnie okreslonej ilosci kwasu siarkowego, wynoszacej ponizej 10% wagowych ilosci odczynnika, oraz mala powierzch¬ nia materialu nosnego obnizaja absorpcje wody tak znacznie, ze mozliwy jest dokladny pomiar objetosci przez dolaczona warstwe wodoczula. Ilosc kwasu siarkowego dobiera sie tak, aby przy stalej ilosci odczynnika dostep wody do dolaczonej war¬ stwy wodoczulej zachodzil po przeplywie doklad¬ nie 1 1 powietrza wydychanego, po czym próba zostaje zakonczona. Dalsza zaleta zastosowania nie¬ wielkiej ilosci kwasu siarkowego polega na tym, ze w przypadku stluczenia rurki probierczej nie zachodzi niebezpieczenstwo poparzenia, w przeci¬ wienstwie do rurek probierczych o zawartosci zastosowanego kwasu siarkowego powyzej 10% wagowych w stosunku do ilosci odczynnika.Uzyskane w ten sposób przedluzenie czola strefy barwnej przy niewielkiej zawartosci alkoholu, jak tez niewielka absorpcja wody zapewniaja, w po¬ równaniu z dotychczas stosowanymi odczynnika¬ mi, znacznie korzystniejszy efekt rozdzielenia alko¬ holu i wilgoci zawartej w powietrzu wydycha¬ nym.Ponizsze przyklady wyjasniaja blizej wynalazek.Przyklad L 500 g oczyszczanego kwasem siarkowym (rozdrobnionego szkla o wielkosci ziar¬ na 0,25—0,4 mm zwilza sie w obrotowym pojem¬ niku równomiernie 100 ml szkla wodnego. Po na¬ niesieniu w sposób ciagly 150 g sproszkowanego zelu krzemionkowego o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm, otrzymana w ten sposób mase suszy sie w temperaturze 180°C. Nastepnie porowaty pro¬ dukt surowy rozdrabnia sie, odsiewa ziarna zada¬ nej wielkosci i przed uzyciem suszy ponownie. 100 g otrzymanego w ten sposób materialu nos¬ nego o wielkosci ziarna 0,6—1 mm nasyca sie roz¬ tworem 0,3 g dwuchromianu potasowego w 6 ml 90%-go kwasu siarkowego i dla polepszenia zdol¬ nosci zraszania otrzymanego odczynnika, dodaje sie 3 g pylu zelu krzemionkowego o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm.Przyklad II. 500 g oczyszczonego kwasem siarkowym rozdrobnionego szkla o wielkosci ziar¬ na 0,25—0,4 mm zwilza sie w obrotowym pojem¬ niku równomiernie 140 ml* szkla wodnego. Po naniesieniu w sposób ciagly 75 g pylu zeolitowego o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm otrzymana w ten sposób mase suszy sie w temperaturze 180°C. Na- sttepnde porowaty produkt rozdrabnia sie, odsiewa ziarna o pozadanej wielkosci i przed uzyciem ponownie suszy. 100 g otrzymanego w sposób wyzej opisany ma¬ terialu o wielkosci ziarna 0,6—1 mm nasyca sie 5 348 6 roztworem 0,3 g dwuchromianu potasowego w 6 ml 90%-go kwasu siarkowego. W koncu na odczynnik nanosi sie jeszcze 3 g drobno sproszkowanego pylu zeolitowego. 5 Przyklad III. 500 g granulatu policzterofruo- roetylenu o wielkosci ziarna 0,4—0,75 mm zwilza sie równomiernie 125 ml szkla wodnego. Po ciag¬ lym naniesieniu 100 g sproszkowanego zelu krze¬ mionkowego o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm io suszy sie mase w temperaturze 180*0.Dalsza obróbka odbywa sie wedlug przykladu I, przy czym odsiana frakcja (przygotowanego mate¬ rialu sluzaca do naniesienia odczynnika z dwu¬ chromianu i kwasu siarkowego wykazuje wiel- 15 kosc ziarna 0,8—1,2 mm.Przyklad IV. 500 g oczyszczonego kwasem siarkowym rozdrobnionego kwarcu o wielkosci ziarna 0,75—1 mm zwilza sie równomiernie 100 ml szkla wodnego. Po naniesieniu w sposób ciagly 20 150 g pylu tlenku glinu o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm suszy sie mase w temperaturze 180°C.Porowaty produkt nastepnie rozdrabnia sie, od¬ siewa ziarno o zadanej wielkosci i poddaje ponow¬ nemu wysuszeniu. 25 100 g otrzymanego w sposób wyzej opisany ma¬ terialu o wielkosci ziarna 1,0—1,5 mm zwilza sie roztworem 0,2 g diwuchromianu potasowego w 4 ml 90%-go kwasu siarkowego. Na koniec nanosi sie jeszcze 2 g pylu tlenku glinu w celu polepszenia 30 zdolnosci zraszania.Wytworzonym wedlug przykladów I—IV mate¬ rialem napelnia sie rurki zaopatrzone w cecho¬ wana skale, przy czym wielkosc ziarna odsianego do naniesienia odczynnika z dwuchromianu i kwa¬ su siarkowego porowatego materialu odpowiada: 0,6—1,0 mm wysokosc napelnienia okolo 20 mm 0,8—1,2 mm wysokosc napelnienia okolo 30 mm 1,0—1,5 mm wysokosc napelnienia okolo 40 mm Skale mozna.podzielic np. na stopnie odpowia- 40 dajace: 0,4, 0,8^ 1,2, 1,6 i 2,0%, i pozwalajace na dokladnosc ±0,2%,. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 45 1. Rurka probiercza do ilosciowego oznaczania zawartosci alkoholu w wydychanym powietrzu za pomoca mieszaniny dwuchromianu z kwasem siar¬ kowym, znamienna tym, ze przezroczysta rurka 50 jest napelniona uzytym jako material nieporowaty zmielonym szklem, na które naniesiona jest-za pomoca uzytego jako material porowaty pylu zehj krzemionkowego mieszanina dwuchromianu pota¬ sowego z kwasem siarkowym jako odczynnik 35 wskazujacy zawartosc alkoholu, przy czym rurka jest zaopatrzona w podzialke, której dlugosc strefy zmiany barwy wskazuje ilosciowa zawartosc alko¬ holu.

2. Rurka probiercza wedlug zastrz. 1, znamienna eo tym, ze ma dolaczona do warstwy wskazujacej zawartosc alkoholu warstwe wodoczula, wskazu¬ jaca moment zakonczenia próby, lub ze do zmie¬ rzenia koniecznej do przeprowadzenia oznaczairrfa objetosci powietrza wydychanego zaopatrzona jlst 55 w znany balonik pomiarowy.76 3 7

3. Rurka probiercza wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienna tym, ze jako nieporowaty, odporny na mie¬ szanine chromianu z kwasem siarkowym material zawiera rozdrobniony kwarc lub granulowane two¬ rzywo sztuczne, np. granulat policzterofluorosty- 5 lenu.

4. Rurka probiercza wedlug zastrz. 1—3, zna¬ mienna tym, ze jako porowaty, odporny na mie¬ szanine chromianu z kwasem siarkowym material zawiera tlenek glinu, 'masy ceramiczne lub ma- 10 terialy uzywane do wytwarzania sit (molekular¬ nych, jak np. zeollt, w postaci pylu o wielkosci ziarna ponizej 0,1 mm. 8

5. Rurka probiercza wedlug zastrz. 1—4, zna¬ mienna tym, ze zawiera nieporowaty material o do¬ wolnej strukturze i sredniej wielkosci ziarna 0,25—1,0 mm.

6. Rurka probiercza wedlug zastrz. 1—5, zna¬ mienna tym, ze stosunek wagowy materialu po¬ rowatego do dwuchromianu potasowego i do kwa¬ su siarkowego wynosi 10:0,1 — 0,3:3 — 11.

7. Rurka probiercza wedlug zastrz. 1—8, zna¬ mienna tym, ze wypelnienie ma dlugosc 20—40 mm, przy czym mierzony przy predkosci przeplywu 1 1/rnin opór powietrza wynosi 40—80 mm slupa wody. RSW Zakl. Graf. W-wa, ul. Srebrna 16, z. 120-75/O — 125+20 egz. Cena 10 zl PL PL