ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ГАЗОАНАЛІЗАТОРИ

Газоаналізатори, засновані на використанні електрохімічних реакцій, що відбуваються в електролітах під дією аналізованих компонентів газових сумішей, відрізняються високою вибірковістю й граничною чутливістю до аналізованих компонентів, що нерідко становить 1 10-•6^-%. Відомий ряд електрохімічних газоаналізаторів, в основу яких покладені електрохімічні реакції, однак поширення одержали тільки кулонометричні й полярографічні прилади. У харчовій промисловості електрохімічні газоаналізатори застосовуються в технологічних процесах, пов'язаних з використанням газових середовищ, що містять малі концентрації кисню, наприклад при вирощуванні дріжджів, біосинтезі й т.п., а також для контролю змісту сірчистого ангідриду в цукровому виробництві, виноробстві й ін.

Кулонометричні газоаналізатори. У основу цих газоаналізаторів покладена пряма пропорційна залежність між силою струму або кількістю електрики, що пройшли через систему, і кількістю прореагуючого при електролізі аналізованої речовини. Газоаналізатори, засновані на цьому принципі призначені для визначення малих концентрацій сірчистих з'єднань в аналізованій газовій суміші або в повітрі виробничих приміщень.

У кулонометричному газоаналізаторі (мал. Х.5) використовується безперервне ку-лонометричне титрування сіркозмістовного компонента галогеном, генеруючого з підкисленого сарною кислотою водяного розчину KJ (або КВг), за допомогою якого цей компонент адсорбується.

Рис. Х.5. Структурна схема вимірювального перетворювача кулонометричного газоаналізатора

Вимірювальним перетворювачем кулонометричного газоаналізатора є осередок. Аналізований газ барботує через осередок 1, заповнену підкисленим водяним розчином ДУ. У розчин опущені вимірювальні електроди 2 і 3, порівняльний і робочий, і два однакових генераторних платинових електроди 6, щопідключаються до регульованого джерела постійного струму 5 і службовці для електролізу розчину K.I. У результаті електролізу виділяється титрант — молекулярний, що окисляє SO₂ з утворенням сірчаної кислоти. Якщо кількість SO₂, що надходить із потоком проби в осередок в одиницю часу, еквівалентно кількості одержуваному при електролізі, то окислювально-відновлювальний потенціал, вимірюваний вимірюючими електродами 2 і 3, відповідає кінцевій крапці титрування. При цьому сила струму електролізу пропорційна концентрації SO₂. Вимір сили струму електролізу здійснюється автоматичним вимірювальним приладом - потенціометром (на схемі не показаний).

При порушенні еквівалентності між кількістю SO₂ змінюється окислювально-відновний потенціал по сигналі від вимірювального пристрою 4 регулюючий пристрій — джерело постійного струму 5—_: змінить силу струму електролізу.

Концентрація аналізованого компонента (в %)

C = l/k, ( XX.-10)

де l — сила струму електролізу, A; k — постійний коефіцієнт, що враховує масові й об'ємні співвідношення реагуючих речовин (наприклад, SO2 і h), електрохімічний еквівалент йоду й розмірність величин, що входять у дане рівняння, Кл/м³; Q - об'ємна витрата газу, м³/год.

Межі виміру кулонометричних газоаналізаторів від 0 до 1%.

Полярографічні газоаналізатори.

Полярографічний метод газового аналізу заснований на електролізі електролітів, що містять електрохімічні активні речовини, кількості яких прямо пропорційні тиску цих же речовин в аналізованому газі, продуву безупинно (барботуючого) через електроліт.

Принцип дії полярографічних газоаналізаторів, призначених для визначення дуже малої кількості кисню (до 0,00001%), полягає у вимірі сили граничного дифузійного струму, що виникає при електровідновленні молекул кисню на катоді гальванічного осередку. При відсутності в електроліті електрохімічно активної речовини сила струму у вимірювальному ланцюзі практично дорівнює нулю. При введенні в осередок електрохімічно активної речовини у вимірювального ланцюга з'являється струм, пропорційний концентрації аналізованого речовини.

При цьому на катоді протікає реакція відновлення ПРО₂ до гідроксилів ОН~:

ПРО₂ + 2Н₂ПРО + 4е — ЮН~,

а на аноді відбувається окислювання металу Me з утворенням окису металу анода:

2Ме + ЛОН-+ 4е'^2Ме (ВІН)₂.

Значення вихідного струму осередку прямо пропорційно парціальному тиску кисню й визначається наступною залежністю:

(Х11)

де п — число електронів, що беруть участь у реакції; F-число Фарадея, рівне 9, 648670-107 Дж/моль; S — площа поверхні електродів, м²; Р_т — проникність полімерної мембрани, Па; -Po_t— парціальний тиск ПРО₂ в аналізованій суміші, Па; б — товщина мембрани, м.

Вимір сили струму здійснюється за допомогою високоточних компенсаційних схем (потенціометрів).

6. ОПТИЧНІ ГАЗОАНАЛІЗАТОРИ

Оптичні газоаналізатори засновані на використанні залежності зміни оптичних властивостей аналізованої газової суміші від концентрації обумовленого компонента. Найбільше широко застосовуються з оптичних газоаналізаторів інфрачервоні, ультрафіолетові й фотокалориметричні.

Спектрофотометричні, й деякі інші прилади не одержали поширення в харчовій промисловості.

Оптичні газоаналізатори застосовуються для аналізу багатьох компонентів газових сумішей . (З, GO₂, СН₄, NH₃, CJ₂, NO₂, SO₂, H₂S і ін.) у широкому, діапазоні вимірів від 0,001 до 100%. Клас точності приладів від 0,5 до 20 залежно від використовуваного методу виміру. Прилади цієї групи широко використовуються при контролі, спалювання палива, змісту метану (СН₄) у сатураційному газі, змісту сірчистого ангідриду (SO2) при сульфітації й т.д.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
МАГНІТНІ ГАЗОАНАЛІЗАТОРИ	\|	Інфрачервоні газоаналізатори

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.015 сек.