Газлар тахлилининг оптик усуллари ва газ анализаторлари

|
Газлар тахлилининг оптик усуллари ва газ анализаторлари
|
bet | 56/66 | Sana | 04.12.2023 | Hajmi | 461,48 Kb. | | #111123 |
Bog'liq Suvning tarkibi va tuzilishi Suvning fizik-kimyoviy ko’rsatkichl-fayllar.org6.4. Газлар тахлилининг оптик усуллари ва газ анализаторлари.
Оптикавий тахлил усуллари моддаларнинг оптик диапазондаги электр магнит тулкинлари билан узаро таъсир самарасини улчашга асосланади. Маълумки, оптик диапазонга электормагнит тулкин узунлигининг 100 дан 100000 гача булган сохалари киради.
Оптик усуллар улчанадиган катталикнинг турига, хоссасига, улчаш усулига, ишлатиладиган асбобларнинг хусусиятига караб бир неча турларга булинади.
Кутбловчи узаро таъсир самарасини улчашга асосланган усулларга рефрактометрия, интерферометрия ва поляриметриялар киради. Моддага ёруглик нурининг ютилишини улчашга асосланган усуллар ассорбцион усуллар дейилади ва бунда ёругликни модда молекулалар ёки ионлари ютиши хисобга олиниб, молекуляр – абсорбцион – колориметрия, фотоколориметрия, спектрофотометрия хамда атом – абсорбцион усулларга булинади.
Моддадан чикадиган нурнинг равшанлик даражасини улчашга асосланган усуллар эмиссион усуллар дейилади ва молекуляр – эмиссион (эмиссион спектрал ва аланга фотометрияси), атом – эмиссион усулларга булинади.
Эмиссион спектрал тахлил усуллари газ холидаги моддаларнинг атомлари ёки ионлари таркатадиган нурнинг тулкин узунлиги, интенсивлиги ва бошка хоссаларни улчашга асосланган. Газларнинг нур таркатиши текширилувчи модданинг, намунанинг таркибига боглик булади.
Оптик газ анализаторларида оптик зичлик, синдириш коэффиценти ва х.к.з. ларнинг текширилаётган модда концентрациясига богликлигидан фойдаланилади.
Абсорбцион – оптик усуллар газлар тахлилида камрок таркалган булиб, водород, амиак, метан каби газлар инфракизил нурларни хлор, азон, симоб буглари эса ултрабинафша нурлар ютади.
Спектрнинг инфракизил сохасида ишлайдиган газ анализаторларида нурлатгичлар сифатида 700 – 8000С гача киздирилган сим спиралларидан фойдаланилади. Спектрнинг ултрабинафша сохасида ишлайдиган газ анализаторларида эса газ – разряд лампаси нурланиш манбаи булиб хизмат килади.
Инфракизил нурланишли газ анализаторларида колдик энергия текширилаётган компонент билан тулдирилган нур кабул килгичларида ютилади. Узлукли нурланишдан фойдаланилганда нур кабул килгичда энергиянинг ютилиши сабабли темпиратуранинг узгариши, шу билан бирга босимнинг узгариши вужудга келади. Бу тебранишларни тегишли улчаш асбоби билан олинган нур кабул килгич микрофоннинг мимбранаси кабул килади.
Бундан нур кабул килгичда газ босимининг пулсланиши аккустик самара деб номланиб, бундай газ анализаторлари оптик – аккустик анализаторлар дейилади ва асосий афзаллиги унинг универсаллиги булиб, купчилик моддаларнинг инфракизил ютилиш спектри бир-биридан фарк килишидан фойдаланилади.
Оптик аккустик газ анализаторлари газ ва бугларнинг маълум тулкин узунлигидаги инфракизил нурларни (0,76-750 мкм) танлаб ютишга асосланган. Бу газ анализаторларида одатда факат тулкин узунлиги 2,5-25 мкм булган нурдагина фойдаланилади. Агар газ калами оркали инфракизил нурлар утказилса, улардан факат тебраниш частотаси газ молекулаларининг хусусий тебраниш частоталарига тенг булгна нурларгина ютилади.
Бунда ютилган нурларнинг энергияси молекулаларнинг кинетик энергиясини купайтиришга сарфланади ва иссиклик тарзида ажралади. Молекулаларнинг тебраниш частотасидан фарк киладиган частотадаги нурлар эса газдан узгармасдан утади. Хар кайси газ узига хос спектрлар сохасидаги маълум хоссали радиацияни ютади, масалан: CO – 4,7 мкм, СО2 – 2,7 ва 4,3 мкм, СН4 – 3,3 ва 7,65 мкм сохадаги радиацияларни ютади. Бу эса оптик – аккустик усуллар билан газларни тахлил килишни танлаб утказишга имкон беради.
Танлаб ютиш ходисаси Ламберт – Бер конуни билан ифодаланади
бунда С – текшириладиган газ намунасида нур ютадиган модданинг концентрацияси;
Кn – тулкин узунлиги булганда модданинг ютиш коэффиценти;
l – намуна катламининг калинлиги (кюветанинг узунлиги);
J0 – ва J – намуна олингунча ва намуна олингандан кейин нурланишнинг равшанлик даражаси (интенсивлиги).
Бевосита улчайдиган бир нурли газ анализаторларида нолнинг тургунлиги анча юкори булади. Бундай асбоблар дифференциал турдаги асбобларга караганда юкори танловчанликка эга. Масалан: СН4 ни аниклашда СО2, СО ва намнинг таъсири бир нурли асбоб учун икки нурли асбобга караганда 3-5 марта кам булади.
Ултрабинафша нурлари ютиладиган газ анализаторларида хаводаги Нg – буглари концентрациясининг СL2, H2S, NO2 ва х.к.з ларнинг микдорини улчашда кулланилади. Фотокалориметрик газ анализаторларида модданинг концентрацияси эритма ёки лентанинг интенсив булишига караб аникланади. Эритмали ва лентали фотокалориметрик газ анализаторлари ёрдамида H2S, SO2, NH3, CL2, NO2, NO каби газлар аникланади. Усул ва асбобларнинг физикавий асоси Бугер – Ламберт – Бер конунидир:
С=D/(El)
Бунда D - оптик зичлик;
E - ютилиш коэффиценти;
l - кюветанинг калинлиги.
Фотокалориметрик усул юкори сезгирликка селективликка (танловчанликка) эга. Сезгирликнинг юкорилиги тахлил килинадиган модданинг эритмада ёки индикатор лентада йигиш имконияти борлиги билан тушинтирилади. Усулнинг селективлигига аникланаётган модда билан реагент – индикатор уртасида буладиган реакция сабаб булади.
Саноат корхоналари хавосидаги CL2 микдорини 20% хатолик билан аниклай оладиган ФКГ – ЗМ ёрликли фотокалориметрик газ анализаторлари ишлаб чикилган.
Хозирги вактда яратилган ФСЛ типидаги фотокалориметрик газ анализаторлари кимёвий реакция натижасида хосил булган лентадаги догдан кайта ёруглик окими эталон ёруглик окими билан таккослашга асосланиб ишлайди.
Улар купрок фосген, водород сульфид, HCN кабиларни аниклаш учун мулжалланган. Ишлаб чикариш корхоналари хавосидаги NH3 микдорини 3х10-3 – 3х10-2% гача аниклай оладиган ФСЛ – I – 107 фотокалориметрик газ анализаторлари кенг кулланилади.
Масс – спектрометрлар газларни тахлил килишда энг такомиллашган асбоблардандир.улар газларнинг физикавий ва кимёвий хоссаларидан катъий назар, моддаларнинг изотоп ва молекуляр таркибини аниклашга мулжалланган ва тахлилни утказишни таъминлайди.
Тахлилда модданинг молекулалари асбобда ионлаштирилади, электр линзалар тизими воситасида тоа даста тарзида фокусланади, тезлатувчи электроннинг электр майдонида телатилади ва электронлар коллекторида тутиб колинади. Ион дастанинг таркиби тахлил килинаётган газ аралашмасининг молекуляр таркибига мос келади. Кундаланг магнит майдони таъсирида оким ионлар массасининг уларнинг зарядларига нисбати билан фарк килинадиган ион нурларига ажралади, булар кейин коллекторга келади.
Коллектор занжирида массалари турлича булган ионлар токи хосил килади, бу токлар олдин кучайтирилганидан кейин улчанади электрон кайд килувчи курилма ёрдамида ёзиб олинади. Магнит майдонининг кучланганлиги аста-секин узгартириб брилганида текширилаётган газнинг молекуляр таркибини тавсифловчи ион токлари спектори ёки масс – спектрлари ёзилади. Микдорий тахлил утказиш учун масс – спектрометрни текширилаётган газда бор деб тахмин килинган хар кайси модда буйича даражаланади.
Масс – спектрометрларнинг конструкцияси тахлилий ва улчаш симларидан иборат. Тахлилий кисмда ион дасталари массалари буйича хосил килинади, шакллантирилади ва ажратилади. Улчаш кисми ионлар манбаасини ва ишга тушириш тизимини стабиллашган кучланиш билан таъминлаш, ион токларини улчаш ва кайд этиш вакуум тизимида босимни улчаш, масса сонларини индекслаш ва х.к.з. лар учун мулжалланган.
Хозирги даврда кимёвий таркибни тахлил киладиган МХ – 7201, МХ – 7304, МХ – 1320 ва изотоп тахлил килинадиган МИ 1201Б масс – спектрметрлари ишлаб чикилган. Улардан масалан МХ – 7201 масс – спектрометри металларда ва уларнинг котишмаларида водород, кислород, азот, карбонат ангидрид газлари ва уларнинг газ хосил килувчи кушилмалари микдорини аниклаш учун мулжалланган.
|
| |