SU1092404A1 - Способ анализа состава газовой среды - Google Patents

Abstract

СПОСОБ АНАЛИЗА СОСТАВА ГАЗОВОЙ СРЕДЬ С использованием элект трохимической  чейки, содержащей твердоэлектролнтньй элемент с нанесеннь ш на его противоположные поверхности измерительными электродами , заключающийс  в том, что измер ют ЭДС и определ ют концентрацию искомого компонента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, перед измерени ми определ ют коэффициент, завис щий от материала твердоэлектролитного элемента и от состава газовой среды, после чего создают градиент температур между измерительными электродами , провод т измерение ЭДС и по данньп-1 измерений рассчитывают конценQ трацию искомого компонента. s

Description

Изобретение относитс  к количэст венному анализу состава сред как Е лабораторной практике, так и в промьшленности . Известен способ анализа газовой среды с использованием  чейки с выс котемпературным твердым электролито измерительньш и эталонным газовым электродами дл  определени  состава кислородсодержащих газов путем изме рени  ЭДС 1. ос татками такого способа  вл  ютс  требование высокой степени газоплотности твердого электролита, использование эталонного газового электрода и необходимость высокой точности абсолютной температуры и ее поддержани  на электродаХ;. что снижает точность измерений. При использовании эталонных газовых C jeсей - инертный газ +0 с малыми содер сани ми кислорода возникает знач тельна  погрешность, обусловленна  электролитическим натеканием кислорода из газа с большим парциальным дэ.Елением в газ, где парциапьное давление кислорода меньше. Наиболее близким техническим: )эешекием к предлагаемому  вл етс  спо соб анализа состава газовой среды с использованием электрохимической ..  чейкИ; содержащей твердозлектролит ный элемент с нанесенльн Г на его пр тивоположные п-оверхности измеритель электродами,, заключающийс  в том. что измер ют Э,1|С и определ ют концентрацию искомого компонента L2. Недостаток этого способа заключа етс  в ТОМ; что СИ обладает невысокой точностью при измерении состава газовьос сред - инертньш газ + 0 с. содержанием кислорода более а также смесей GO-fCO и Н и Н.0 с большим содержанием СО,, а и 0,0. Цель изобретени  - повышение точности намерений. Доставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу анализа состава.газовой среды с использованием электрохимической  чейки, содер  сащей твердоэлектролитный элемент., с нанесенными на .его противоположные поверхности измерите,пькь&ш электрода заключающемус  в том, что измер ют ЭДС и определ ют концентрацию искомого компонента,, перед измерени  ми определ ют коэффициент, Завис шлй от материала твердоэлектролитного злемента и от состава газовой среды, после чего создают градиент температур между измерительными электродами, провод т измерение ЭДС и по данным измерений рассчитывают кондентрацию искомого компонента. На чертеже изображена электрохимическа   чейка. Она содержит твердозлектролитный элемент 1 с нанесенными на его противоположные поверхности измерительными электродами 2, вокруг электродов расположены нагревательные элементы 3, Дл  измерени  градиента температуры служит термопара 4. измерение ЭДС производ т вольтметром 5. Способ осуществл етс  следующим образом, В электрохиг-шческой  чейке определ ют коэффициент Q0 - посто нную  чейку, равна E/At в эталонной среде5 где Е - ЭДС, измеренна  в эталонной среде, ut - градиент температур , электрохимическую  чейку помещают в анализируемую газовую среду, нагревают до рабочей температуры, задают перепад температур At между электродами от 5 - до 300 С, измер -; ют ЭДС, вычисл ют величину Q F - - 0 Л Ч где QP - коэффициентj Е - ЭДС5 измеренна  в анализируемой газовой среде; заданный градиент температур, по которой вычисл ют концентрацию искомого KONmoHeHTa. П р и м е р. Ячейку помешают в газовую средуS состав которой нужно определр ть Ячейку нагревают до рабочих температур электродов, которые составл ют 750 и 9GQ°C,, . Определ ют ПОСТОЯННУЮ  чейки 0., дл  чего над электродами пропускают кислород с расходом около 3 л/ч. Посто нна   чейки равна  - 0,459 мВ, Затем пропускают через  чейку с расходом около 5 л/ч одну из анализируемых смеН +HjO известных сей HE+OJ S CO+COj составов, и.замер ют ЭДС  чейки. По значени м Э,ДС в соответствии с фор::-г: лой (1) вычисл ют величину Q дл  каждо смеси. Учитыва , что общее давление смесей равн етс  атмосферному , состав газов рассчитывают по уравнени м. В атмосфере PO,exp(g---)exp(46,4Q) (2)

в атмосфере СО+СО

X 4-- -г---- p.

0-11,16)(3)

где F - число Фараде ;

R - универсальна  газова  посто нна  J В атмосфере О

(. ) 1 1- к J

Уравнени  описывают зависимость окислительно-восстановительного потенциала электродов от состава газов и дл  всех практически важных газовых систем и сред надежно установлены.

В таблице предстаЕшены данные измерений и расчетов.

Использование предлагаемого способа днализа состава газовой среды позвол ет апализировать состав широкого диапазона сред с высокой точностью, поскольку практически исключаютс  услови  дл  электролитического натекани  кислорода, обусловленные наличием электронной проводимости электролита . Значительно снижаютс  требовани  к газоплотности твердого электролита , отпадает необходимость в создании и герметизации одного из газовых объемов  чейки, а также в непрерывной продувке стандартного газа с эталонным содержанием кислорода.

Claims (1)

1. СПОСОБ АНАЛИЗА СОСТАВА ГАЗОВОЙ СРЕДЫ С использованием элект трохимической ячейки, содержащей твердоэлектролитный элемент с нанесенными на его противоположные поверхности измерительными электродами, заключающийся в том, что измеряют ЭДС и определяют концентрацию искомого компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, перед измерениями определяют коэффициент, зависящий от материала твердоэлектролитного элемента' и от состава газовой среды, после чего создают градиент температур между измерительными электродами, проводят измерение ЭДС и по данным измерений рассчитывают концентрацию искомого компонента.

   1092 Л04