УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА

Полезная модель относится к средствам аналитической техники, а именно, к средствам оценки качества жидких сред.
Изучение научно-технической и патентной литературы, изданной в последние 20 лет, не позволило выявить аналогов предлагаемой установки для определения концентрации перекиси водорода.
Задача полезной модели - совершенствование контроля перекиси водорода в лабораторных условиях и на технологических потоках.
Технический результат - создание средства измерения концентрации перекиси водорода, обеспечивающего измерение названной величины без применения специальных жидких реагентов.
Предлагаемая установка для определения концентрации перекиси водорода, характеризующаяся тем, что она содержит последовательно установленные и технологически связанные между собой устройство ввода жидких проб с входным и выходным штуцерами, трубчатый реактор, внутренняя поверхность которого покрыта слоем катализатора для разложения перекиси водорода, расположенный вертикально под устройством ввода проб, устройства для конденсации паров воды и сбора конденсата, фильтр для осушки потока газа-носителя, термокондуктометрический детектор с измерительной и сравнительной камерой с терморезисторами, включенными в неуравновешенный электрический мост, и стабилизатор расхода газа-носителя, причем входной штуцер сравнительной камеры термокондуктометрического детектора соединен с выходом стабилизатора расхода газа-носителя, ее выходной штуцер соединен с входным штуцером устройства ввода жидких проб, а выход фильтра подключен к входу измерительной камеры термокондуктометрического детектора.
Такая конструкция установки для определения концентрации перекиси водорода обеспечивает измерения этого показателя за счет разложения перекиси водорода на воду и кислород при нагревании постоянной по объему пробы анализируемой среды до температуры 250 -300°С на поверхности платинового катализатора, при этом концентрация перекиси водорода определяется путем измерения концентрации кислорода в потоке газа-носителя (воздуха) с помощью термокондуктометрического детектора. Конструкция установки позволяет измерять концентрацию перекиси водорода с использованием малой по объему (0,1-0,2 мл) пробы анализируемой среды за 2-3 минуты и не требует использования каких-либо химических реагентов.
Схема установки для определения концентрации перекиси водорода показана на Фиг.1.
Установка для определения концентрации перекиси водорода содержит последовательно установленные и технологически связанные между собой устройство ввода жидкой пробы 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами, трубчатый реактор 4, внутренняя поверхность которого покрыта слоем платинового катализатора 5, служащего для разложения перекиси водорода, расположенный вертикально под устройством вводы жидкой пробы 1, устройства конденсации паров 6 и сбора конденсата 7, фильтр 8 для осушки потока газа-носителя, термокондуктометрический детектор 9 с измерительной 10 и сравнительной 11 камерами с терморезисторами 12 и 13, включенными в неуравновешенный электрический мост 14, и стабилизатора расхода газа-носителя 15.
При этом входной штуцер 16 сравнительной камеры термокондуктометрического детектора соединен с выходным штуцером 17 стабилизатора расхода газа-носителя 15, а выходной штуцер 18 этой камеры соединен с входным штуцером 2 устройства ввода жидкой пробы 1. Выход фильтра 8 подключен к входу измерительной камеры 10 термокондуктометрического детектора.
Для измерения регистрации сигнала термокондуктометрического детектора в состав установки включен автоматический потенциометр 19, а для периодического удаления конденсата из устройства 7 двухходовой кран 20. Для питания электронагревателя реактора 5 используется источник электропитания 21.
Установка для определения концентрации перекиси водорода работает следующим образом.
С помощью устройства ввода в трубчатый реактор 4 вводится постоянная по объему (0,1 -0,2 мл) проба жидкой перекиси водорода. В реакторе, предварительно нагретом до температуры 250-300°С, проба испаряется и попадает на поверхность катализатора, где разлагается на воду и кислород.
Через трубчатый реактор непрерывно протекает поток газа-носителя, в качестве которого используется воздух, поступающий с постоянным расходом 2-3 л/час из стабилизатора расхода газа-носителя 15 в сравнительную камеру 11 термокондуктометрического детектора 9 и далее в штуцер 2 устройства ввода пробы 1. Образовавшиеся в трубчатом реакторе пары воды вместе с образующимся при этом кислородом транспортируются потоком газа-носителя последовательно в устройство конденсации паров 6 и устройство сбора конденсата 7. В этих устройствах пары воды конденсируются, а образовавшийся конденсат стекает в устройство сбора 7. Поток газа-носителя подхватывает образовавшийся в итоге реакции разложения кислород и транспортирует его через фильтр 8, служащий для удаления паров воды, в измерительную камеру 10 термокондуктометрического детектора 9. Так как терморезистор 13, расположенный в камере 11 (сравнительный терморезистор), всегда омывается потоком воздуха, а терморезистор 12, расположенный в камере 10 (измерительный терморезистор), - потоком воздуха, содержащего некоторую концентрацию кислорода, образовавшегося при разложении перекиси водорода, то так, как теплопроводность воздуха отличается от теплопроводности кислорода и это вызывает уменьшение температуры измерительного терморезистора и является причиной изменения разбаланса неуравновешенного моста 14, который измеряется автоматическим потенциометром 19.
Сигнал термокондуктометрического детектора при таком способе ввода пробы перекиси водорода на анализ имеет форму импульса, амплитуда и площадь которого могут использоваться при соответствующей предварительной градуировки для определения концентрации перекиси водорода.
В результате экспериментальных исследований, выполненных на описанной установке (при условиях указанных выше), было установлено, что зависимость амплитуды сигнала детектора от концентрации перекиси водорода является линейной при объеме пробы 0,1-0,2 мл.
Преимущество предлагаемого технического решения:
- простота конструкции;
- возможность экспрессного определения концентрации перекиси водорода без применения каких-либо дополнительных химических реагентов.
Предлагаемая установка для определения перекиси водорода может быть реализована на базе стандартных элементов и узлов стандартных лабораторных или промышленных хроматографов с термокондуктометрическим детектором.
Установка может найти применение в лабораториях и на технологических потоках, связанных с контролем, производством и использованием перекиси водорода.