SU890220A1 - Electrochemical method of determination of gas concentration in gas mixture - Google Patents
Electrochemical method of determination of gas concentration in gas mixture Download PDFInfo
- Publication number
- SU890220A1 SU890220A1 SU802897646A SU2897646A SU890220A1 SU 890220 A1 SU890220 A1 SU 890220A1 SU 802897646 A SU802897646 A SU 802897646A SU 2897646 A SU2897646 A SU 2897646A SU 890220 A1 SU890220 A1 SU 890220A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas
- concentration
- gas mixture
- electrochemical
- analyzed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Изобретение относится к электро- ’ химическим способам определения концентрации газа в газовой смеси и может быть использовано в науке и производстве, в частности в аналитическом приборостроении. 5 The invention relates to electro-chemical methods for determining the concentration of gas in a gas mixture and can be used in science and production, in particular in analytical instrumentation. 5
Известен электрохимический способ определения концентрации кислорода в газовой смеси, заключающийся в непрерывном пропускании анализируемой смеси через электрохимическую твердо- ’® электролитную ячейку с заданным значением парциального давления кислорода в газовой фазе и измерении ЭДС этой ячейки [’]·There is an electrochemical method for determining the concentration of oxygen in a gas mixture, which consists in continuously passing the analyzed mixture through an electrochemical solid ’® electrolyte cell with a given value of the partial pressure of oxygen in the gas phase and measuring the emf of this cell [’] ·
Наиболее близким к предлагаемому является электрохимический способ определения концентрации газа в газовой смеси путем непрерывного пропускания газовой смеси вдоль поверхности газодиффузионного гидрофобного электеода, на котором происходит окисление восстановление) анализируемого газа [2].Closest to the proposed one is an electrochemical method for determining the concentration of gas in a gas mixture by continuously passing the gas mixture along the surface of a gas diffusion hydrophobic electrode on which oxidation reduction occurs) of the analyzed gas [2].
Недостатком этого электрохимического способа определения концентрации газа в газовой смеси является частичная потеря информации за счет уноса части анализируемого газа в процессе непрерывного пропускания газовой смеси через электрохимическую ячейку вдоль поверхности газодиффузионного гидрофобного электрода, и неполное электрохимическое окисление (.восстановление) . Ток окисления (восстановления) электрохимической ячейки, пропорциональный концентрации анализируемого газа, регистрируется в данный момент времени, и также имеет заниженное значение.The disadvantage of this electrochemical method for determining the concentration of gas in a gas mixture is a partial loss of information due to the entrainment of part of the analyzed gas during continuous transmission of the gas mixture through the electrochemical cell along the surface of the gas diffusion hydrophobic electrode, and incomplete electrochemical oxidation (.reduction). The oxidation (reduction) current of the electrochemical cell, proportional to the concentration of the analyzed gas, is recorded at a given time, and also has an underestimated value.
Целью изобретения является повышение точности определения концентрации анализируемого газа в газовой смеси. .The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the concentration of the analyzed gas in the gas mixture. .
Поставленная цель достигается тем, что согласно электрохимическому способу определения концентрации газа р газовой смеси, основанному на пропускании газовой смеси вдоль поверх— измерительным блоком '1 1 , которого осуществляется зThis goal is achieved by the fact that according to the electrochemical method for determining the gas concentration p of the gas mixture, based on passing the gas mixture along the surface, the measuring unit is' 1 1, which is carried out with
чости газодиффузионного гидрофобного ' электрода, на котором происходит окис* ление (восстановление) газа, газовую, смесь пропускают многократно до полно* го окисления (восстановления) и по интегралу этого тока во времени судят о концентрации газа.the gas diffusion hydrophobic 'electrode on which the gas is oxidized (reduced), the gas mixture is passed many times until complete oxidation (reduction) and the gas concentration is determined by the integral of this current over time.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграмма i-t записи сигнала электрохимической ячейки (2.1) и диаграмма Q-t записи интегрального значения электрохимической ячейки (2.2).In FIG. 1 shows a block diagram of a device that implements the proposed method; in FIG. 2 is a diagram i-t of recording the signal of the electrochemical cell (2.1) and a diagram Q-t of recording the integral value of the electrochemical cell (2.2).
Блок-схема содержит электрохимическую ячейку 1, циркуляционный насос и калибровочную емкость 3 с двумя трехпозиционными кранами 4 и 5. Все указанные элементы соединены между собой пневматическими линиями.The block diagram contains an electrochemical cell 1, a circulation pump and a calibration tank 3 with two three-position valves 4 and 5. All of these elements are interconnected by pneumatic lines.
Электрохимическая ячейка состоит из двух камер: газовой 6 и электролитной 7, пространство между которыми разделяет индикаторный газодиффузионный гидрофобный электрод 8, В электролитной камере находятся элект-ϊ род сравнения 9 и вспомогательный *. электрод 10. Все электроды ячейки соединены с посредством поддержание необходимого.потенциала поляризации ~ да 8, компенсация фонового тока и интегрирование сигнала электрохими. ческой ячейки.The electrochemical cell consists of two chambers: a gas 6 and an electrolyte 7, the space between which is separated by an indicator gas-diffusion hydrophobic electrode 8, In the electrolyte chamber there is a comparison electrode 9 and an auxiliary *. electrode 10. All electrodes of the cell are connected by means of maintaining the necessary polarization potential of ~ yes 8, background current compensation and signal integration by electrochemistry. cell.
Перед проведением анализа калибровочная емкость 3 заполняется анализируемой газовой смесью, краны 4, 5 устанавливаются в положении 4.1-4.2 и 5.1-5.2 соответственно и на индикаторный электрод подается напряжение поляризации.Before the analysis, the calibration tank 3 is filled with the analyzed gas mixture, the taps 4, 5 are installed in positions 4.1-4.2 and 5.1-5.2, respectively, and the polarization voltage is applied to the indicator electrode.
После включения насоса 2 газовая смесь начинает циркулировать в замкнутом пневматическом контуре, минуя калибровочную емкость 3 до тех пор, пока выходной сигнал электрохимической ячейки 1 не достигнет некоторого установившегося значения -ίο (фиг. 2). Затем при помощи измерительного блока компенсируется значение таким образом> чтобы ток в цепи интегрирования был равен нулю и включается интегрирование. После этого краны 4,5 переводятся в положение 4.1-4.3 и 5.1“ 5.3 соответственно, и через электрохимическую ячейку начинает циркулировать анализируемая газовая смесь. В процессе циркуляции молекулы ана15 индикаторного электро10After turning on the pump 2, the gas mixture begins to circulate in a closed pneumatic circuit, bypassing the calibration tank 3 until the output signal of the electrochemical cell 1 reaches a certain steady state value -ί ο (Fig. 2). Then, using the measuring unit, the value is compensated so that> the current in the integration circuit is zero and integration is turned on. After that, taps 4,5 are transferred to positions 4.1-4.3 and 5.1 “5.3, respectively, and the analyzed gas mixture begins to circulate through the electrochemical cell. During the circulation of the molecule ana15 indicator electro10
890220 4 лизируемой газовой смеси диффундируют к поверхности индикаторного газодиффузионного гидрофобного электрода 8, на которой происходит электрохимическая реакция. При этом выходной сигнал электрохимической ячейки в начале возрастает до некоторого значения (отрезок а-б фиг. 2,1?, а затем, по мере уменьшения количества анализируемой газовой смеси в замкнутом пневматическом контуре, уменьшается до первоначального значения 10 ( отрезок б-в фиг. 2.1) после чего интегрирование прекращается (точка в., фиг.2.2), показания интегратора переводятся на нулевую отметку (точка в”, фиг. 2.2) и начинается новый цикл измерения в указанной последовательности.890220 4 of the lysed gas mixture diffuse to the surface of the indicator gas diffusion hydrophobic electrode 8, on which the electrochemical reaction occurs. At the same time, the output signal of the electrochemical cell at the beginning increases to a certain value (segment a-b of Fig. 2.1?, And then, as the amount of the analyzed gas mixture in a closed pneumatic circuit decreases, it decreases to the initial value of 10 (segment b-c of FIG. . 2.1) after which the integration stops (point c., Fig.2.2), the readings of the integrator are transferred to the zero mark (point c ”, Fig. 2.2) and a new measurement cycle begins in the indicated sequence.
Площадь части диаграммы, ограниченная точками а-б-в-а(фиг. 2.1), характеризует собой количество электричества, затраченное на окисление (восстановление ) газа анализируемой газовой смеси и определяет его массу в калибровочной емкости 3. Кривая интегрирования отрезок(а^-в', фиг.2.2) достигает своего максимального значения к моменту окончания окисления (восстановления). Это значение, выраженное в кулонах, и есть т?о искомое значение количества электричества,за- • траченное на-окисление (восстановле- ние) газа в анализируемой газовой смеси. ,The area of the part of the diagram, limited by points a-b-c-a (Fig. 2.1), characterizes the amount of electricity spent on the oxidation (reduction) of the gas of the analyzed gas mixture and determines its mass in the calibration tank 3. Integration curve segment (a ^ - c ', Fig.2.2) reaches its maximum value at the time of the end of oxidation (reduction). This value, expressed in coulombs, is the required value of the amount of electricity spent on the oxidation • of the gas in the analyzed gas mixture. ,
Весовая (массовая) концентрация газа в анализируемой газовой смеси рассчитывается по формулеThe weight (mass) concentration of gas in the analyzed gas mixture is calculated by the formula
- молекулярный вес газа;- molecular weight of the gas;
- количество электричества, затраченное на процесс 'окисления (восстановления);- the amount of electricity spent on the process of 'oxidation (reduction);
- количество электронов, участвующих в реакции;- the number of electrons involved in the reaction;
- число Фарадея;- Faraday number;
- объем анализгруемой газовой смеси.- the volume of the analyzed gas mixture.
Таким образом, при помощи установ- • ки, реализующей способ, и устройства, можно обеспечить существенное улучшение метрологического обеспечения газоаналитических приборов, используемых в промышленности, а также созi давать образцовые средства измерения. Благодаря высокой чувствительности предлагаемого способа и устройства можно аттестовать нуль-газ, т.е.Thus, with the help of an installation that implements the method and the device, it is possible to provide a significant improvement in the metrological support of gas analytical instruments used in industry, as well as to create exemplary measuring instruments. Due to the high sensitivity of the proposed method and device, it is possible to certify zero gas, i.e.
сх где А c x where a
Q iQ i
газ, который йспользуется для настройки нулевой точки аналитических приборов в процессе их калибровки и поверки. Например, особо чистый азот или гелий, используемые в качестве S нуль-газа”, могут содержать доgas, which is used to set the zero point of analytical instruments in the process of calibration and verification. For example, highly pure nitrogen or helium used as S zero gas ”may contain up to
3* 10~^°моль/смпримесей токсичных газов, содержание которых не может быть пронормировано из-за отсутствия средств измерения концентрации. При ,0 использовании предлагаемого способа и устройства в особо чистом азоте обнаружена концентрация окиси углерода до 5,4 - 10“'Имоль /см Эта поправка должна учитываться при калибровке и поверке газоанализаторов. Известными способами концентрация такого порядка не может быть определена, так как, например, в газоанализаторах, основанных наг методе инфракрасного поглоще- It ния окиси углерода в инфракрасной области спектра, показания отсчитываются по отношению к эталонной камере, которая заполнена нуль-газом, C07 держащим окись углерода до3 * 10 ~ ^ ° mol / cm2 impurities of toxic gases, the content of which cannot be normalized due to the lack of concentration measuring instruments. At 0, using the proposed method and device in especially pure nitrogen, a carbon monoxide concentration of up to 5.4 - 10 “' And mol / cm was detected. This correction should be taken into account when calibrating and calibrating gas analyzers. By known methods, a concentration of this order cannot be determined, since, for example, in gas analyzers based on the method of infrared absorption of carbon monoxide in the infrared region of the spectrum, the readings are counted in relation to the reference chamber, which is filled with a zero gas, C07 containing oxide carbon up
5,4 · 1(Г*моль/смЛ5.4 · 1 (G * mol / cmL
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802897646A SU890220A1 (en) | 1980-03-20 | 1980-03-20 | Electrochemical method of determination of gas concentration in gas mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802897646A SU890220A1 (en) | 1980-03-20 | 1980-03-20 | Electrochemical method of determination of gas concentration in gas mixture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU890220A1 true SU890220A1 (en) | 1981-12-15 |
Family
ID=20884256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802897646A SU890220A1 (en) | 1980-03-20 | 1980-03-20 | Electrochemical method of determination of gas concentration in gas mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU890220A1 (en) |
-
1980
- 1980-03-20 SU SU802897646A patent/SU890220A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Göpel et al. | Trends in the development of solid state amperometric and potentiometric high temperature sensors | |
Goolsby et al. | Electrochemical reduction of superoxide ion and oxidation of hydroxide ion in dimethyl sulfoxide | |
Kappes et al. | Portable capillary electrophoresis instrument with amperometric, potentiometric and conductometric detection | |
US8216447B2 (en) | Total organic compound (TOC) analyzer | |
US7351316B2 (en) | Water electrolysis method and device for determination of hydrogen and oxygen stable isotopic composition | |
Bozic et al. | Square wave voltammetric detection of 2, 4, 6-trinitrotoluene and 2, 4-dinitrotoluene on a gold electrode modified with self-assembled monolayers | |
EP3748349A1 (en) | Methods and apparatus for measuring the total organic content of aqueous streams | |
SU890220A1 (en) | Electrochemical method of determination of gas concentration in gas mixture | |
JP3154862B2 (en) | Output correction method for oxygen analyzer | |
US4409069A (en) | Method of determining sulfur dioxide in gases and apparatus therefor | |
JP2004526966A (en) | Method and apparatus for determining concentration of oxygen-containing compound in measurement gas | |
Matsumoto et al. | Hydrogen isotope cell and its application to hydrogen isotope sensing | |
Sequaris et al. | Polarographic investigations of 7-methylguanosine | |
Porat et al. | Double‐Solid Electrochemical Cell for Controlling Oxygen Concentration in Oxides | |
Belanger | Determination of sulfur dioxide by anodic oxidation on lead dioxide electrodes | |
Hibino et al. | NOx detection using the electrolysis of water vapor in a YSZ cell: Part II. Electrochemical oxygen pump | |
SU573745A1 (en) | Method of determinig total organic carbon content in water | |
RU2034290C1 (en) | Process of determination of impurity concentrations of reductants in investigated material with use of solid electrolyte cell | |
SU1396029A1 (en) | Method of analyzing hydrogen concentration in air | |
RU2235994C1 (en) | Sensor for continuous determination of parameters of gaseous component of gas mixture | |
SU1260817A1 (en) | Method of determining gas composition | |
Sevast’yanov et al. | Zirconium dioxide-based solid electrolyte as a means of oxidation of organic compounds during isotopic assay of carbon | |
SU750364A1 (en) | Method of determining organic impurities in water | |
Padhy et al. | Developing a Sensor for Measuring Diffusible Hydrogen | |
SU1427280A1 (en) | Method of analyzing oxygen-containing components in gas media |