Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 4) (1113398), страница 90
Текст из файла (страница 90)
а фа О 3' ВЧГ3 з. Ог ! а Ода Я Ф Я Ф Н О! ОСЗ ГС с ХО Я Оьг ! а Я а С'Ф' 3 Я В-О Ф йх хс сс а а х съ Е а. ф и О ВО ! Кис в афефе СВЕ .О и е скую в ' З3 ~х] "3 д хх хв о Ев Яхх! в вьхаЯмо Фкесе'сз ь ГВО «ОФЕФОЯ. Сз,ь'Ь Х Ч'иааф О, в 'Ь Сл В ч х «за,в в«лов В ФЬ н Еахеа Ф Е в'СС КхачвК ехвЯе х Е в х чь 'ев а в Ъхфвхя х а ЯЯ д м о з' м "' «ь Я Ф К вхб 3 ., Кхх хх.,зхкд Опа ка дфдхф ааеь 33 ОЯ3 «3 нфхдхе 'и '3 Я ьс СЗ хео „м Ечхвдп хх ФФО В П Х К.СС Х Я. к паЯ еф нЯО"1ФК Яхссьвд ехдхфп яа ФХЯ С е х ь' и Ф Е ЕОЯФОЯ зхехх Х ха и Евннф Ъ 3 Е Я ~г Е ~ф.рцх ьс Г1 А Г3 ф в Ф В 'о в.с е аач' "8 в а а ехх Е~ 3 хвава икфчмд аав зхь х ми 9хх Я'д нв4'н Яхь КЕЕЯ ве Кчхвх а вовк пхфвов 1ахххвхх а в ау Ях' ФХ вкадаев ЕЕва вв чхд н Яьееха Ех сзк'ь "3 Еа ООХЧЯФ В М Е ф ь" ЕйхяхвЯ ЕЯвхпах вч д Яеь' е ч авх ~ФЕ„ фквн е х'сз "ьаьЯадз, ЯЯ кф"Дх е аЯ г е ха вххх Е„ФЯавв ЯЕФФ ФЧ "СЗ Еав авхвв Оскхххф «3 Е «ь х зз мчав наа а вовнхвь хьаахбх вакачнф О чЯКХФК Я Ф В'СС Х' и О Х:аЕ,«п ах в и ФЬО О Я Х еь ь Х Рах ч Ф ха веха Х ~Ь О х '=' оххф 2 — 9 5 >ю >1 з — 4 2 — 7 ;б.
1,5 >ю '„> 5 )~ Т )~8 )6 )6 )8 в х ч и д а х Е Е '.Еч д а ьах ОКФ хьхвява н " Е е аеЬч а,Я "к Еьвк 'в"'Фхь .е 'ь х Х Да. 'Оах Фвх вхаЕ чд аххх ,здфпвЕпх хх ЯООЕ ОЕФЕ Я Фдва хьь нчнх паана в "«'фаь ххак ф. анапа Е, ав сзхо.фво ХГ«'вц ва ьфах ФО в ф ° ЕФФОЯФп Е 'яахнага ФЯФО Яв'Я4кхпфаь"Я цзо чье ХЯОЯаха н сз д х ч февф.,звеаау а в а м а а д ч а ь н х К екпеквфаЯКЯ пвЕБФЕОвчххЯ Фпе сча сз юекь Я х х а ь е в К1е в е х хчв хххв хвфбдепеофа в с»Яхехх кф ХЯчпач Ра аа х Я' ЯОЯОФЕахвк ЯО Как е ая вдЯХ Ефхдеех .,з асвЯ Х ь в Х а д в в Х'Ь в Х.сс Ь В В .3 О в 4 чх< ен хе Я в г н Е х в нм Ф а Ф к в Па.
Фее Вххч Х Х ф ь Д аЯ Фв'зххв «3 хЯ ххх хе ььффовчв .ЕЧВ Х а Ч В. Е 'сз В Д Ф К и а вх Я в ь СЬФ д ср а х Н ~Я а ад хеЯ дев ХФЯ в -«ХФФЯФФФ«ь Д Е О а в ч Ф Я. Е СЪ В ОвфпвеЯ «еОЯ Чх хфхнаЬПХ Хавва Епфьгзп 'зх'а«ь д вв'С~Яд а х „давгк е ф Ф С" Х х ЗС ФК3ьвхедхчхч ФОЯФФЕ а ь ФЕЯФООЯчхдна Кхввх ''вва кочек наз пахехаЕхьд ь Сс С д О д а в о Е Я Е Ф Ф н. 'ь з Я 3 Я а 'О Ф 3з х з Ф ф ж Х Я в в Ф ч о "ь К м х Е к й а уз Е ь х О Ф х д а Ф н х 3 за х х 3 Ф ьч хо чв хи ах хм Е~ се в н ОЧ Оо Ф ОС Ф х д 3 ч Е АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГАЗОВ Определяется мпогимн фактораоги, из числа которых для ИН-газоанализаторов используются, в основном, следующие трн '.
!. Неодинаковое поперечное сечение иоиизации различных па своей химической природе молекул и атомов. Этот фактор лежит в основе метода анализа газов по образованию ионных пар (метод поперечных сечений иопизации). П. Различное сродство к свободным электронам молекул некоторых газов (например, Оь СО и др.) и некоторых твердых аэрозолей„ образуемых посредствооо вспомогательных химических реакций из газов, не обладающих в замет. ной степени таким сродством.
На этом свойстве основан анализ газов по способу захвата электронов (метод удаления электронов и ионов из газа введением в него примеси). !П. Неодинаковая интенсивность термичесной ионизации различных продуктов горения, используемая в пламенно-иониэационном методе анализа (ионизация па методам 1 и П осуществляется с помощью альфа- и бета-излучателей). В любом случае измерение концентрации контролируемого компонента осуществляется измерением ионизационного тока (от 10-Н до 1О-' и перед усилением) приборами, градуированными в единицах концентрации соответствующего газа или пара нли суммы нескольких компонентов (последнее — при измерении по методу 1П).
Применение ! 1етод неизбирательный, поэтому применим для контроля концентраций от- М дельных компонентов только бинарных или кваэибинариыхо" смесей. Применяется также (по варианту П!) для определения концентраций суммы нескольких компонентов смеси, сходных по химической природе и физическим свойствам, например паров углеводородов. Метод пригоден для очень многих неорганических паров и газов, особенно в диапазонах субмикро-, микро- и малых концентраций. ИН-газоаиализаторы в СССР серийно не выпускаются. В зарубежной практихе они находят применение для автоматической сигнализации о достижении заданной концентрации и в системах автоматического управления. Т'е«иические «аракгерисги«и Пределы измеряемых концентраций. Минимальные пределы 5.! измерения в зависимости от вида пара или газа составляют от О о 5 ° 1О о— 0 объемн.
!о, максимальные — от 0 до 1 обоъео!Н.о!о, в редких случаях — до о д десятков объемных процентов. Воспроизводи масть показаний равна примерно +10 атно(!. Порог чу вств ит ель ности составляет 1. 10 ' объеоон!го. Время срабатывания — менее 15 сек Магнитные методы анализа (МН-газоанализаторы) Принципиальные основа М етоды основаны на ивдивидуальных различиях в магнитных свойствах отдельных газов и паров. Большинство газов и паров диамагнитна.
Парамагнитными свойствами обладает кислород, а также (на в гораздо меньшей степени) Окислы азота и еще некоторые газы. При построении приборов для определения содержания существенно парамагнптных компонентов газовой смеси (практически это всегда кислород) используется по преилоуществу одно из трех явлени": !.Зв . Зависимость интенсивности конвекционных потоков («магнитного ветра» или тероюмагннтной коннекции). возникающих в газовой смеси при наложении * Для ионизационных детекторов газовой хроматографии, помимо указанных факторов, используется ряд других явлений, связанных сионизацией газов ** Квазибинарными называются смеси с чпслол! колопонентов три и более при условии, что используемое длн анализа свойство контролируемого компонента резко отличается от свойств всех остальных компонентов.
6)2 АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГАЗОВ яа ее объем определенным образом взаимно ориентированных магнитного и температурного полей, от содержания парамагнитного иомпонента в смеси (термомагнитный метод). П. Зависимость скорости истечения газовой смеси из отверстия„помещенного в неравномерное магнитное поле„от содержания в этой смеси парамагнитного компонента (магнитомеханический эффузионный метод). П1. Зависимость механических усилий, действующих иа подвижное тело (ротор) в неоднородном магнитном лоле, от концентрации парамагнитиого компонента в газовой смеси, окружающей это тело (магнитомеханический рогорный метод). Измеряемый сигнал преобразуется перед измерением в электрическую форму в приборах 1 и П типа — всегда, а в приборах Ш типа — большей частью. П римеиение Значительный парамагнетизм кисло!юда, резко выделяющий его средидругих газов и паров, делает магнитный метод селективным для кислорода, для определения которого он практически только и применяется.
МН-газоанализаторы различных типов, работающие на основе методов 1 и П, серийно выпускаются в СССР. Лля сложных смесей переменного состава наиболее пригодны приборы, основанные на методах П и П1, менее зависимые от переменного состава неизмеряемых компонентов. Для систем автоматического управления применяются наименее инерционные приборы 1 типа.
ое«иические «ара«герцоги«и Пределы измеряемых концентраций для кислорода по методу 1 составляют минимально 0 — 0,5, чаще 0 — 1,0 объеын.!)ю При безнулевых шпалах минимальный диапазон равен 1,0 объема.!Уо (например, 20 — 21 объемн.!)(); прн концентрациях свыше 50 — 70 объемн.ого он равен 20 объемн.% (например, 98 — 100 объема.о)о). Минимальный предел концентрации при измерениях по методу П составляет Π— 5 объемн.о)о, по методу РП вЂ” от 0 до О,! объемн.$.
Максимальные пределы измерения концентраций для всех методов — от 0 до 100 объемн.!)о. П о г р е ш н о с т и. Основная приведенная погрешность измерения по методу 1 составляет 4-10 отн.ого для концентраций кислорода 0 — 0,5 и 0 — 1,0 объема.!)о, шб от!с!уо для концентраций 0 — 2 и 98 — 100 объема.о!о и от ь2,5 до щ2,0 отн.оэ для ббльших днаяазонов измерения. При измерениях по методу П погрешность равна ш5 отн.!В, по методу П! — от 0,5 до 1,0 отн.!уо.
Колебания напряжении, частоты питания, давления газа, температуры и состава неизмерясо!ых компонентов вызывают дополнительные погрешности. Поэтому названные факторы стабилизиру!ат или их влияние искусственно корректируют. Запаздывание показаний для метода 1 равно 30 — 50 се«, длнме. топав П и П( — от 1,0 до 1,5 мин Масс-спектральные методы анализа (МС-газоанализаторы) Принципиальные основы Анализ основан на' строго определенном значении массы атома, молекулы или иона данного вещества определенного изотопного состава.
Масс-спектральный анализ неществ, в частности газов и паров, сводится, ва-первых, к временнбму и пространственному разделению на группы разлноных по массе нанон, содержащихся в пробе вещества (электрически нейтральныс атомы и молекулы предварительно подвергаются ионизация), посредством воздействия э«ектромагннтного поля в высоком вакууме (до 10' мм рг. ст.), где взаимовлияние частиц сводится к минимуооу, и, во-вторых, к измерению ионного тока, образуемого суммарным зарядом частиц одинаковой массы н характерпзуюяпго пх относительное содержание (концентрацию) в пробе.
В результате последовательного изменения значения электромагнп!ных гял измерению подвергаются поочередно ионные токи (!Оси — 1О ' и), саооветству!ощие группам АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГАЗОВ частиц с различными дискретиымн значениями массы (точнее — значениями от ношения массы к заряду). Запись усиленных токов с разверткой по времени образует спектр масс анализируемой пробы. Последующая графическая и аналитическая обработка спектра масс позволяет провести полный качественный и количественный анализ молекулярного (химического) состава пробы, а также анализ ее изотопного состава. Масс-спектромегры по своему устройству могут быть разделены на статические и динамические, В статических приборах используются медленно изменяемые (для осуществления развертки по массам) постоянные магнитные и электрические поля, образующие ионно-оптическую систему, управляющую движением в приборе пучков ионизированных частиц. В динамических приборах используются высокочастотные электрические н, иногда, вспомогательные постоянные магнитные поля.
Статические масс-спектрометры более универсальны, они обладают большой разрешающей способностью и чувствительностью. Лииамические приборы меньше по весу и габаритам и обладают высоким быстродействием; они удобны для анализа сред быстро изменяющегося состава, например, при процессах горения. Лримеиение Масс-спектрометры, предназначенные в основнои для анализа газов, представляют собой специализированные конструкции, обеспечивающие стабиль ность газового потока через прибор во время измерений, стабильность температуры системы напуска газа и источников ионоц минимальное остаточное давление в приборе и др, МС-гаэоанализаторы пригодны для анализа любых газовых смесей, вплоть до самых сложных, содержащих как легкие, так и тяжелые газы, для анализа ионных атмосфер, состава сильно разреженных газовых смесей и т. д.
В ряде случаев масс-спектрометры целесообразно сочетаются с газовыми хроиатографами, в которых происхрдит предварительное разделение компонентов, с инфракрасными спектрометрами и т. и. В СССР выпускается около 1О различных типов масс-спектрометров длн газового анализа, в том числе один автоматический для непрерывной работы В производственном потоке (остальные предназначены для аналиаов в лабораториях), Технические характеристики Приводим основные характеристики лабораторного МС-газоанализатора с ручным управлением МХ1Ш, предназначенного для снятия масс-спектров при исследовательских работах, и автоиатического регулирующего прибора МХ!201, предназначенного для управления производственным процессом по отношению суммы содержания двух компонентов к содержанию третьего (всего контролируется 8 компонентов): Тии масс«и««та»иет»а мхтш мхию! диапазон измерения по и»с«овин числ«и 1 — 150 12 — 100 Разрешающая способность .........
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
