4.4.5. Химические методы анализа
Химические методы анализа основаны на определении результата химической реакции. Таким результатом может быть объем выделившегося газа, масса образовавшегося осадка, изменение окраски индикатора и т.д.
Действие химических газоанализаторов основано на поглощении определяемых компонентов газовой смеси каким-либо веществом, вступающим с ними в химическую реакцию. Автоматические химические газоанализаторы неудобны в эксплуатации из-за своей инерционности и наличия расходуемых химических реагентов. Вместе с тем в природе существуют тысячи наименований газов. Для измерения их концентраций потребовались бы тысячи наименований автоматических газоанализаторов. Это экономически нецелесообразно. Поэтому при анализе составов природных газовых смесей широко используют химические методы [6, 15]. Они позволяют с помощью малого числа приборов и большого числа химических реактивов определять концентрации практически любого газа. Из всех методов химического анализа состава газов наиболее распространены фотоколориметрические, титрометрия и гравиметрия [1]. Рассмотрим их более подробно.Принцип фотоколориметрии основан на химической реакции взаимодействия определяемого компонента с реактивом-индикатором. Результатом реакции является окрашивание порошка в стеклянной индикаторной трубке, раствора или ленты.
Принцип действия индикаторных трубок основан на комбинации методов хроматографии и фотоколориметрии. Окрашивание реагентов в стеклянной трубке осуществляется на определенную глубину. На трубке нанесены деления. По ним производится отсчет концентрации компонента после продувки через трубку определенного количества анализируемой газовой смеси.
Продувка исследуемой смеси через индикаторные трубки осуществляется при помощи электрических, либо приводимых в действие вручную побудителей расхода анализируемой газовой смеси (насосов). Простейшее устройство для продувки через трубку определенного количества анализируемой газовой смеси – приводимый в действие вручную аспиратор сильфонный АМ-5-0059 изображен на рис.
49а. Объем всасываемого воздуха за один рабочий ход аспиратора составляет 100 см3. Количество прошедшего через индикаторную трубку воздуха определяется числом рабочих ходов аспиратора.На рис. 49б представлено более совершенное устройство для прокачки газовых смесей через индикаторную трубку - электрическое переносное пробоотборное устройство ПУ-2Э. Устройство обеспечивает автоматический отбор проб с заданным объемным расходом через любые типы поглотителей по двум параллельным каналам. Масса пробоотборного устройства – 6 кг (с аккумуляторной батареей). На рис. 49в показано современное устройство - Toximeter II, которое при массе - 0,58 кг не только обеспечивает автоматическую продувку заданного объема анализируемой газовой смеси, но и производит анализ цвета на контрольной трубке. Установленное цифровое значение является мерой для концентрации газа.
Определение концентрации газа путем окрашивания раствора осуществляется пропусканием анализируемой газовой смеси через поглотительную склянку, заполненную специальным реактивом. Интенсивность окрашивания реактива определяется прибором, представленным на рис. 40, - фотоколориметром, который позволяет измерить пропускание излучения определенной длины волны веществом, находящимся в его кювете. По результатам измерения фотоколориметра производится расчет концентрации поглощенного газа. К прибору прилагается комплект кювет и оптических фильтров.
Титрометрия заключается в переводе определяемого газа в раствор путем химической реакции. Продукт этой реакции разрушают (титруют), вводя дополнительный химический реагент (титрант). Добавление дополнительного реагента прекращается в момент полного разрушения продукта реакции. Определяемая концентрация газа пропорциональна количеству введенного титранта. Например, для определения содержания в воздухе оксидов азота пробу отбирают в стеклянную колбу. Затем в нее добавляют водный раствор перикиси водорода Н2О2 и энергично встряхивают. Находящиеся в пробе оксиды азота образуют азотную кислоту. К содержимому колбы прибавляют каплю метилового красного, который имеет красную окраску в кислых растворах. Полученный раствор титруют, добавляя к нему щелочь NaOH до появления слабо-желтой окраски. Количество израсходованной щелочи пропорционально концентрации окислов азота в анализируемой пробе воздуха.
Гравиметрия заключается во взвешивании продукта химической реакции анализируемого компонента газовой смеси. Например, взвешивают осадок, образовавшийся при пропускании диоксида углерода СО2 через известковую воду. Концентрация СО2 пропорциональна массе образовавшегося осадка и обратно пропорциональна количеству пропущенного через раствор воздуха.
Еще по теме 4.4.5. Химические методы анализа:
- 8.2.2 Химические методы анализа
- Общая структура исследований психологической антропологии. Теоретические ориентации и методы анализа
- Глава III МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД АНАЛИЗА МЕЖДУНАРОДНЫХ КОНФЛИКТОВ
- 4.3.4. Математические методы анализа международных конфликтов
- Метод анализа кейсов
- Метод анализа критических инцидентов
- Химические методы анализа Определение летучше жирных кислот.
- Химические методы анализа
- Химические методы анализа
- Химические методы исследования
- 4.1. Физико-химические методы
- 4.2 Методы анализа
- 4.1. Классификация методов анализа состава веществ
- 4.2.6. Фотометрический метод анализа
- 4.4.5. Химические методы анализа
- 4.5.1. Введение в электрохимические методы анализа