Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 4) (1113398), страница 91
Текст из файла (страница 91)
150 45 '!увст»ительиасть по арго»у, аэьеии. я .. !.1а 1 Ю Относительна» погрешность »пред«леиия хомич»«кто», оти. Н............ ез эР » При н»иер«иии комп»и«ать», сарбируюшихся стенками приборо», погрешность»о»р«стает АО эв отн. М. АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГАЗОВ объемом, Удаление (перевод) осуществляется: 1) поглощением жидким (реже — твердым) реагентом, 2) сжиганием (иногда с последующей конденсацией продуктов горения), 3) комбинированным поглощением и сжиганием Отношение уменьшенного объема пробы (в случае более распространенных объемных приборов) к первоначальному равно концентрации в газовой смеси соответст вующего компонента. Анализ ведется циклически. При наличии в приборе нескольких устройств для раздельной избирательной обработки нескольких компонентов смеси возможно определение концентраций нескольких компонентов.
Объемные приборы выпускаются в ручном и автоматическом исполнении, манол.етрические приборы бывают главным образом ручного действия и счужат для периодических измерений. Вариантом объемного метода газового анализа, особенно пригодным для ньертных газов, является метод «остаточного газа», при котором контролируемый компонент поглощается реагентом, а неопределяемые компоненты образуют остаточную газовую фазу. Объем или расход последней является мерой определяемой концентрации. Расход остаточной газовой фазы измеряется в случае стабилизации всех влияющих факторов, при этом метод анализа иэ циклического превращается в непрерывный.
Лрилюиеиие ОМ-гаэоаиализаторы применимы для любых газов в любых смесях, если только может быть найден достаточно избирательный в условиях этой смеси способ удаления (либо конверсии) контролируемого компонента или, напротив, всех иеопределяемых компонентов, При использовании автоматических объемных приборов метод ограничивается: 1) цикличностью анализов, что при частоте от 6 до 40 анализов в час исключает применение этих приборов для анализа быстро меняющихся по составу сред и для автоматического управления технологическими процессами, 2) невозможностью при обычных способах измерения обьемов газа в автоматических приборах иметь шкалу с диапазоном ме. нее 0 †! Объемн.»в (к лабораторным объемным приборам зто не относится)', 3) наличием а приборе жидкостей, что исключает эксплуатацию его при наклонах, тряске и вибрации.
Возможно взрывобезопасное исполяение ОМ-газоанализаторов ОМ-газоанализаторы автоматического действия являются старейшими приборами подобного назначения. !!о недавнего времени они выпускались в СССР серийво под названием «химических автоматических газоанализаторов». Сейчас они вытеснены гаэоанализаторами других систем, За рубежом, в основном в ФРГ, их выпуск продолжается и в настоюцее время. Манометрические приборы эпизодического действия изготовляются в Советском Союзе. Технические характеристики П р е д е л ы и з м е р я е и ы х к о н ц е н т р а ц и й у объел~ныл автоматиче. ских приборов составляют от 0 б объемн.а(» (в отдельных случаях 0 — 1 обт емн.%) и до 0 — 100 объемн.
»в; диапазон безнулевых шкал не менее 6 — 10 объемн. »ь„Манометрические приборы эпизодического действия выполняются и для мнкроконцеитраций (с накоплением пробы), например для определения от 1О з до 10 г объемн.»в суммы Ха+О» в Нз. П ог р е ш ность составляет '2 — 3 отн,тз для приборов, работающих а широких пределах концентраций, и до щ10 отн.7р — для приборов, работающих в узких пределах концентраций. Объемные н манометрические методы анализа (ОМ-газоанализаторы) Лрииципиальнь~е основы Анализ основан на изменении объема (или давления] пробы газовой смеси при постоянном давлении (или объеме] и постоянной температуре, происходящем в результате химического (реже — физического) воздействия на пробу. Это воздействие избирательво по отношению к контролируелгому компоненту пробы (или к сумме нескольких компонентов) и приводит к удалению его (или нх) из пробы или к переводу в другое соединение с иным молярным Спектрофотометрический метод анализа (СФ-гаэоанализаторы) Принципиальные осНовы Метод основан на индивидуальном характере спектров излучения (лииейчатых и полосатых) различных газов н паров.
Интенсивность линий или полос спектра является мерой концентрации соответствующего газа или пара в смеси. В анализируемой смеси, находяи1ейся при пониженном давлеяни. возбу. ждается высокочастотный электрический разряд, обусловливающий свечение АВтожАтический АиАлиз ГАзаВ газа, Нужный участок спектра свечения выделяется с помощью светофильтра и воспринимается фотоэлектрической схемой, измеряющей интенсивность свечения. Выходной злектроизмерительный прибор схемы градуируется эмпирически в единицах концентрации контролируемого газа.
Применение Взаимное перекрытие спектров излучения многих газов и паров и затруднительность технического осуществления СФ-газоанализаторов, работающих иа единичной спектральной линии или полосе, является причиной того, что практически спектрофотометрический метод анализа газов является неизбирательным или малоизбирательным Поэтому его применение целесообразно талька в случаях бинарных газовых смесей, и притом таких, для которых другие методы использовать затруднительно или невозможно. К подобным случаям относится определение малого содержания (но не микросодержания] одних инертных газов в других (например, примеси азота в аргоне, гелии и др.].
Автоматические СФ-газаанализаторы серийно выпускаются в Советском Союзе для контроля в потоке чистоты аргона и гелия (от примеси азота) под давлением 150 аг. Технические характеристики Пределы измеряемых концентраций составчяютΠ— 01;0 — 05; 0 — 1 объемльлм и больше (до 0 — 15 объемн.ьм). П о г р е ш н о с т и, Основная приведенная погрешность составляет -л10 отн.%; воспроизводимость показаний равна лб отн.%. 3 а па ады в анй е показаний (время установления показаний в пределах основной погрешности) составляет 1 — 2 мил. Аналиа по теплопроводностн (термокондуктометрическне, ТП-гаэоанализаторы) Принципиальные основы Анализ основан на индивидуальных значениях теплопроводности различных газов и паров, Теплопроводность смеси газов и паров является фуницней тгплопроводности и концентрации каждого из компонентов смеси.
Поэтому термокондуктометрический метод газового анализа неиэбирателен. Как правило, функция, связывающая теплопроводность и состав смеси, нелянейна даже чля бинарных смесей и не подчиняется правилу аддитивности; н ряде случаев она еще и неоднозначна, Поэтому ТП-газоанализаторы градуируютси эмпирически. Измереине геплопроводности осуществляется путем определения теплоотда»и проволоки, иагреваемой элеитрнческим током и помещенной в контролируемую смесь газов и паров, О перепаде температуры проволоки судят по изменению электрического сопротивления последней Выходной электронзмерительный прибор схемы измерения сопротивления градуируется в едишщах концентрации соответствующего колшонента газовой смеси. Применение Неизбирательность метода обусловливает его пригодность только для бинарных нли квазибииарных смесей (т.
е. смесей с практически постоянным соотнашевием концентраций неизмеряемых компонентов). В последнем случае, чтобы уиеиышпь влияние колебания состава неизмеряемых компонентов, примснюот дифференциальный метод измерения, при каторал~ теплонроводность анализируемой смеси сравнивают с теплопроводиостью этой же смеси, на после удаления яз нее контролируемого компонента. Метод пригоден для любой пары илн квззяпары газов и паров с существенно различнымн значениями теплопроводностн в диапазоне измеряемых концентраций. Чувств1пельность ТП-газоанализаторов в обычном исполнении позволяет применять их для диапазонов концентраций не менее 0,5 объемн.лн„ -для меньших диапазонов необходимы сьециальные приборы с повышенной чувствительностью. Лля контроля канцентрацай газоных смесей быстро изменюошегося состава обычныс ТП-газоанализа~оры непригодны, так как запаздывание нх показаний (с точностью до основной погрешности) может достигать 2 мни.
Достоинством ТП-газоаналпзаторов АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГАЗОВ является нх высокая надежность, относительная простота и дешевизна при удовлетворительной точности. ТП-газаанализаторы принадлежат к старейшим и наиболее распространенным в практике автоматическим газоанализаторам. В Советском Союзе оин выпускаются серийно, в различном конструктинном исполнении. Технические характеристики Пределы измеряемых концентраций, Лрннимальные пределы измерения составляют от 0 — 05 объемгсул до 0 — 5 объемя.ул в зависимости от вида газа (спепиальные конструкции приборов позволяютуменьшитьминимальные пределы), максимальные — от 0 до 100 абъемн.ул; безнулевые шкалы возможны при минимальном диапазоне ! — 3 объемн.л(л в зависимости от вида газа.
П ог реши ости, Основная приведенная погрешность составляет от ='-1.5 до "-5,0 отн.7р в зависимости от пределов измерений и вида газа; дополнительная температурная приведенная погрешность может достигать шл2 — 3 отн.ул на канщые !О град изменения температуры газоаналиэатора (за пределами рабочего температурного интервала), Эта погрешность сводится к минимуму схемами температурной коррекции или термостатированием. Остальные влияющие факторы (ток, давление и расход газа и т.
д.) искусственно стабилизируются. Порог чувствительности составляет не менее 1 — 2 оти Тл от.диапазона измерений. 3 а п аз ды ванне показа ний в пределах основной погрешности составляет от 1Π— 15 гек до 2 мин. Термохимические методы анализа (ТХ-газоаналнзаторы) Принцилиальнлм осиоэм Л!столы основаны на индивидуальных значениях теплового эффекта любой определенной химической реакции.
При постоянных условиях реакции некоторому значению ее теплового эффекта отвечает соответствующее изменение температуры (термодинамический эФФект). Если одним из взаимодействукяцих веществ является компонент газовой нли паровой смеси, то термомстричсский эффект выбранной реакции мажет служить мерой концентрации контролируемого компонента. По типу реакции ТХ-газоанализаторы разделяются на две группы: к а т а л ит и ч е с к и е г а з о в ы е, в которых реакция (чаше всего реакция горения) проводится в газовой фазе, обычно нз твердом катализаторе, и т е р и о с ар б ц и о нные жидкостные, в которых анализируемая газовая смесь реагирует с известным жидким реагентом (в этом случае суммарные тепловой и термометрический эффекты определяются не только теплотой реакции в жилкой фазе, но и теплотой растворения в реагенте соответствующих компонентов газовой снеся), В обоих случаях с помощью герлюэлектрическик батарей или электрических термометров сопротивления измеряется происходящее в результате реакции повышение температуры газовой смеси (в каталятических ТХ-гззоанализаторах) или жидкого реагеита (в термосорбционных ТХ-газоанализаторах) Существуют также фотометрические ТХ-газоаналвзатары и газосигнализаторы, в которых повышение температуры газовой смеси, возникаюгцее вследствге реакции горения контролируемого колпюнента (например, СН4 или СлНл), определяется оптически по повышению интегральной яркости (свечения) пла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
