Газовый анализ
ГАЗОВЫЙ АНАЛИЗ — качественное и количественное определение газовых компонентов в газовых, парообразных, жидких и твердых смесях.
Газовый анализ - направление в аналитической химии, использующее методы определения газовых компонентов и газообразующих элементов в газах, жидкой и твердой фаз в веществах, а также дисперсной фазы в газах. Проводится как с помощью автоматических газоанализаторов, так и по лабораторным методикам.
В роли анализируемых объектов могут быть газы (чистые газы, газовые смеси, технологические, органические, неорганические и природные газы), жидкости (вода и водные растворы различных веществ, органические жидкости, электролиты), твердые вещества (металлы, сплавы, минералы, полупроводниковые, диэлектрические, органические материалы).
Определяемыми компонентами могут быть:
– газовые примеси в газовых смесях, чистых газах;
– газовые включения в жидких и твердых веществах;
– газообразующие примеси (элементы) в газах, жидкостях и твердых веществах;
– аэрозольные и радиоактивные вещества и частицы в газах.
Промышленный газовый анализ — определение в воздухе промышленных предприятий газов и паров, оказывающих вредное действие на организм. Источником загрязнения производственной воздушной среды являются технологические процессы, связанные с применением или образованием вредных газов.
Чаще всего для анализа отобранных проб воздуха в лабораториях применяют следующие методы:
– оптические (калориметрия, нефелометрия, спектрофотометрия, люминесцентный, спектральный анализы);
– электрохимические (полярография, кулонометрия, потенциометрия и амперметрическое титрование);
– хроматографические (жидкостная, газовая, бумажная, тонкослойная хроматография).
В последнее время все большее распространение получают масс-спектрометрические, радиометрические, лазерные и другие методы анализа.
Все методы отличаются высокой чувствительностью при определении микроконцентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
Ниже представлено описание наиболее часто применяемых методов исследования.
1. Фотометрический метод.
Метод анализа основан на поглощении потока световой энергии при прохождении его через исследуемую среду (раствор). При этом существует количественная зависимость между концентрацией вещества, толщиной слоя исследуемого раствора и ослаблением светового потока (закон Бугера — Ламберта — Бера).
Окрашенные растворы поглощают излучения в оптической области спектра с длинами волн от 400 до 700 нм, неокрашенные — в УФ-области спектра при 200—400 нм. Характер и степень светопоглощения зависят от природы вещества и его концентрации в растворе.
При фотоколориметрическом анализе определяют ослабление интенсивности светового потока, прошедшего через окрашенный раствор.
Анализ основан на измерении поглощения полихроматического излучения видимой части спектра.
Обычно вещества поглощают часть света неодинаково в разных участках спектра, поэтому для повышения точности измерения применяют цветные фильтры.
При спектрофотометрическом анализе применяют монохроматическое излучение в оптической, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.
Монохроматический свет характеризуется одной определенной частотой колебаний световых волн и узким участком оптического спектра.
Использование монохроматического излучения делает спектрофотометрическое измерение более точным и чувствительным, чем фотоколориметрическое, к тому же при спектрофотометрическом методе можно работать не только с окрашенными, но и с бесцветными растворами, которые поглощают излучение УФ- или ближайшей ИФ-областей спектра.
Для анализа загрязнений воздуха получили распространение методы, которые можно разбить на четыре группы:
Этот метод, считающийся одним из наиболее эффективных и универсальных методов физико-химического анализа, применим для разделения газов, а также жидких и твердых веществ, которые могут быть превращены в пары без разложения. Его достоинствами являются возможность разделения близких по химическим свойствам веществ; обнаружение веществ со слабовыраженными качественными реакциями, например МО2, СО и инертных газов, которые идентифицируют по специфическому времени удерживания, небольшой объем газа, необходимый для анализа; возможность одновременного определения многих органических и неорганических веществ.
Для проведения газохроматографических анализов пробы воздух в виде газообразных или испаряющихся компонентов вводят в поток соответствующего газа-носителя (чаще всего азота) и вместе с ним пропускают через колонки с твердыми адсорбирующими поверхностями (адсорбционная хроматография) или с нанесенными на твердые поверхности нелетучими жидкостями (газожидкостная хроматография).
При этом отдельные компоненты смеси в соответствии с их коэффициентами распределения между твердой и подвижной (газообразной) фазами перемещаются в колонке с различной скоростью, выходят из нее раздельными фракциями и могут быть определены в виде отдельных веществ в смеси с газом-носителем.
3. Тонкослойная хроматография
Этот метод основан на разделении веществ в зависимости от их адсорбционной способности.
Разделение проводят в тонком слое сорбента (он является неподвижной фазой), нанесенном на специальную пластинку.
Распределение вещества на пластинке происходит с помощью растворителя (подвижная фаза). Анализируемую пробу наносят на стартовую линию пластинки с помощью микрошприца или микропипетки. Пластинку помещают в камеру, содержащую растворитель, который перемещается по слою адсорбента под действием капиллярных сил.
Компоненты анализируемой смеси перемещаются по слою вместе с растворителем с различными скоростями. Когда растворитель достигает противоположного конца пластинки, разделение заканчивают, удаляют пластинку из камеры и испаряют растворитель. Анализируемые вещества появляются на хроматограмме в виде зон или пятен.
В качестве адсорбента для тонкослойной хроматографии используют силикагель, оксид алюминия, ионообменные смолы.
Подвижной фазой являются растворители: спирты, эфиры, кетоны, ароматические и галогенсодержащие соединения.
Имеются и готовые пластинки, из которых чаше применяют пластинки «Силуфол».
4. Хроматография на бумаге
Реже для анализа применяют бумажную хроматографию, которая во многом схожа с тонкослойной хроматографией.
Разделение веществ основано на том же принципе, так как хроматографическая бумага может быть импрегнирована твердыми адсорбентами.
5. Полярографический метод
Метод находит широкое применение в раздельном определении ряда веществ органического и неорганического происхождения.
Он дает возможность производить анализ различных смесей, не разделяя их на составляющие элементы.
Метод позволяет получить сведения о качественном и количественном составе анализируемой смеси, например смесь, в которой находятся одновременно медь, цинк, кадмий, магний и другие металлы, может быть подвергнута полярографическому анализу без предварительного разделения на составляющие элементы. На выполнение анализа требуется несколько минут.
Метод основан на электролизе исследуемого раствора между двумя электродами с различной величиной поверхности при непрерывно увеличивающемся напряжении. Его применяют для исследования веществ. способных к электрохимическому окислению или восстановлению. Присутствие в растворе различных веществ или ионов, способных восстанавливаться или окисляться на электроде, при определенных напряжениях вызывает резкое увеличение силы тока, которое зависит от концентрации веществ в растворе.
6. Другие методы анализа
Для анализа воздуха применяют и другие современные методы исследования:
Большое значение для промышленной гигиены имеют методы экспресс-анализа.
Для быстрого решения вопроса о степени загрязнения воздушной среды вредными веществами применяют экспресс-методы, доля которых среди всех методов химического анализа лабораторий пока составляет около 20%.
Экспресс-исследования могут осуществляться путем колориметрии растворов по стандартным шкалам, колориметрии с применением реактивной бумаги, линейно-колористическими методами с применением тест-систем и индикаторных трубок.
В основе этих методов почти всегда лежат цветные реакции.
В настоящее время наибольшее распространение получил экспресс-метод обнаружения и измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны с помощью индикаторных трубок.
На основании Федерального закона от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» индикаторные трубки, как средство измерения, подлежат обязательной сертификации на утверждение типа средств измерения и включению в Государственный реестр.
Индикаторные трубки ЗАО «Крисмас+» модели ТИ-[ИК-К] внесены в Государственный реестр средств измерений РФ (№ Госреестра 24321-13), а также Государственные реестры Республики Беларусь (№8895) и Республики Казахстан (№10029).
Сущность метода заключается в изменении окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом (газом или паром), содержащимся в анализируемом воздухе, протягиваемом через трубку.
Одним из важнейших разделов современной аналитической химии является полевой анализ.
Полевой анализ – это совокупность методов химического анализа, реализуемых во внелабораторных («полевых») условиях.
В раздел «полевой анализ» включаются определения, проводимые с использованием портативных, т.е. перевозимых или переносных приборов
( портативные газоанализаторы, газовые хроматографы, ИК-спектрометры и т.д.), а также с помощью тест-методов.
Все тест-методы можно разделить на две группы: для анализа газообразных компонентов и компонентов, находящихся в растворенном виде.
Преимуществами тест-методик являются высокая экспрессность, простота исполнения и относительная дешевизна определения.
Одна из важнейших тенденций развития аналитической химии – перенос химического анализа из стационарной лаборатории «в поле».
Полевым анализом считается любой химический анализ, выполненный на месте, где находится объект анализа, т.е. вне лаборатории.
Анализ «на месте» - это современное, перспективное, быстро развивающееся направление. Существуют острые потребности во внелабораторном анализе.
Анализ «на месте» имеет много достоинств. Экономится время и средства на доставку проб в лабораторию и на сам лабораторный анализ.
При анализе «на месте» обычно снижаются требования к квалификации исполнителя (используются более простые средства анализа).
Он осуществляется в режиме реального времени, что позволяет без промедления начать действия по устранению источников и последствий происшествий. Главное достоинство в том, что часто анализ в стационарной лаборатории вообще невыполним или не имеет смысла, т. к. изменяются формы существования компонентов.
Полевой анализ предполагает использование так называемых тест-методов и тест-систем. Практически все задачи внелабораторного анализа могут быть решены с помощью тест-систем.
Тест-системы для химического анализа представляют собой простые, портативные, легкие и дешевые аналитические средства и соответствующие экспрессные методики для обнаружения и определения веществ без существенной пробоподготовки (иногда без отбора проб), без использования сложных стационарных приборов, лабораторного оборудования, без самой лаборатории, без сложной обработки результатов, а также подготовленного персонала; в большинстве случаев применяют автономные средства однократного использования.
Задачи, решаемые с помощью газового анализа:
Большое распространение получили приборы, основанные на фотометрическом измерении концентраций вредных газов воздуха в растворе или на индикаторной ленте. Эти приборы универсальны и путем подбора характерных цветных реакций могут быть применены для определения многих газов.
+7 (812) 575-54-07
+7 (812) 575-50-81
+7 (812) 575-55-43
+7 (812) 575-57-91
E-mail: info@christmas-plus.ru
Подписывайтесь на наш канал в Рутюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.
Газовый анализ - направление в аналитической химии, использующее методы определения газовых компонентов и газообразующих элементов в газах, жидкой и твердой фаз в веществах, а также дисперсной фазы в газах. Проводится как с помощью автоматических газоанализаторов, так и по лабораторным методикам.
Работы М. В. Ломоносова и А. Лавуазье положили начало развитию методов и техники газового анализа.
В роли анализируемых объектов могут быть газы (чистые газы, газовые смеси, технологические, органические, неорганические и природные газы), жидкости (вода и водные растворы различных веществ, органические жидкости, электролиты), твердые вещества (металлы, сплавы, минералы, полупроводниковые, диэлектрические, органические материалы).
Определяемыми компонентами могут быть:
– газовые примеси в газовых смесях, чистых газах;
– газовые включения в жидких и твердых веществах;
– газообразующие примеси (элементы) в газах, жидкостях и твердых веществах;
– аэрозольные и радиоактивные вещества и частицы в газах.
Промышленный газовый анализ — определение в воздухе промышленных предприятий газов и паров, оказывающих вредное действие на организм. Источником загрязнения производственной воздушной среды являются технологические процессы, связанные с применением или образованием вредных газов.
Чаще всего для анализа отобранных проб воздуха в лабораториях применяют следующие методы:
– оптические (калориметрия, нефелометрия, спектрофотометрия, люминесцентный, спектральный анализы);
– электрохимические (полярография, кулонометрия, потенциометрия и амперметрическое титрование);
– хроматографические (жидкостная, газовая, бумажная, тонкослойная хроматография).
В последнее время все большее распространение получают масс-спектрометрические, радиометрические, лазерные и другие методы анализа.
Все методы отличаются высокой чувствительностью при определении микроконцентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
Ниже представлено описание наиболее часто применяемых методов исследования.
1. Фотометрический метод.
Метод анализа основан на поглощении потока световой энергии при прохождении его через исследуемую среду (раствор). При этом существует количественная зависимость между концентрацией вещества, толщиной слоя исследуемого раствора и ослаблением светового потока (закон Бугера — Ламберта — Бера).
Окрашенные растворы поглощают излучения в оптической области спектра с длинами волн от 400 до 700 нм, неокрашенные — в УФ-области спектра при 200—400 нм. Характер и степень светопоглощения зависят от природы вещества и его концентрации в растворе.
При фотоколориметрическом анализе определяют ослабление интенсивности светового потока, прошедшего через окрашенный раствор.
Анализ основан на измерении поглощения полихроматического излучения видимой части спектра.
Обычно вещества поглощают часть света неодинаково в разных участках спектра, поэтому для повышения точности измерения применяют цветные фильтры.
При спектрофотометрическом анализе применяют монохроматическое излучение в оптической, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.
Монохроматический свет характеризуется одной определенной частотой колебаний световых волн и узким участком оптического спектра.
Использование монохроматического излучения делает спектрофотометрическое измерение более точным и чувствительным, чем фотоколориметрическое, к тому же при спектрофотометрическом методе можно работать не только с окрашенными, но и с бесцветными растворами, которые поглощают излучение УФ- или ближайшей ИФ-областей спектра.
Для анализа загрязнений воздуха получили распространение методы, которые можно разбить на четыре группы:
- хроматографические;
- масс-спектрометрические;
- спектральные;
- электрохимические.
Этот метод, считающийся одним из наиболее эффективных и универсальных методов физико-химического анализа, применим для разделения газов, а также жидких и твердых веществ, которые могут быть превращены в пары без разложения. Его достоинствами являются возможность разделения близких по химическим свойствам веществ; обнаружение веществ со слабовыраженными качественными реакциями, например МО2, СО и инертных газов, которые идентифицируют по специфическому времени удерживания, небольшой объем газа, необходимый для анализа; возможность одновременного определения многих органических и неорганических веществ.
Для проведения газохроматографических анализов пробы воздух в виде газообразных или испаряющихся компонентов вводят в поток соответствующего газа-носителя (чаще всего азота) и вместе с ним пропускают через колонки с твердыми адсорбирующими поверхностями (адсорбционная хроматография) или с нанесенными на твердые поверхности нелетучими жидкостями (газожидкостная хроматография).
При этом отдельные компоненты смеси в соответствии с их коэффициентами распределения между твердой и подвижной (газообразной) фазами перемещаются в колонке с различной скоростью, выходят из нее раздельными фракциями и могут быть определены в виде отдельных веществ в смеси с газом-носителем.
3. Тонкослойная хроматография
Этот метод основан на разделении веществ в зависимости от их адсорбционной способности.
Разделение проводят в тонком слое сорбента (он является неподвижной фазой), нанесенном на специальную пластинку.
Распределение вещества на пластинке происходит с помощью растворителя (подвижная фаза). Анализируемую пробу наносят на стартовую линию пластинки с помощью микрошприца или микропипетки. Пластинку помещают в камеру, содержащую растворитель, который перемещается по слою адсорбента под действием капиллярных сил.
Компоненты анализируемой смеси перемещаются по слою вместе с растворителем с различными скоростями. Когда растворитель достигает противоположного конца пластинки, разделение заканчивают, удаляют пластинку из камеры и испаряют растворитель. Анализируемые вещества появляются на хроматограмме в виде зон или пятен.
В качестве адсорбента для тонкослойной хроматографии используют силикагель, оксид алюминия, ионообменные смолы.
Подвижной фазой являются растворители: спирты, эфиры, кетоны, ароматические и галогенсодержащие соединения.
Имеются и готовые пластинки, из которых чаше применяют пластинки «Силуфол».
4. Хроматография на бумаге
Реже для анализа применяют бумажную хроматографию, которая во многом схожа с тонкослойной хроматографией.
Разделение веществ основано на том же принципе, так как хроматографическая бумага может быть импрегнирована твердыми адсорбентами.
5. Полярографический метод
Метод находит широкое применение в раздельном определении ряда веществ органического и неорганического происхождения.
Он дает возможность производить анализ различных смесей, не разделяя их на составляющие элементы.
Метод позволяет получить сведения о качественном и количественном составе анализируемой смеси, например смесь, в которой находятся одновременно медь, цинк, кадмий, магний и другие металлы, может быть подвергнута полярографическому анализу без предварительного разделения на составляющие элементы. На выполнение анализа требуется несколько минут.
Метод основан на электролизе исследуемого раствора между двумя электродами с различной величиной поверхности при непрерывно увеличивающемся напряжении. Его применяют для исследования веществ. способных к электрохимическому окислению или восстановлению. Присутствие в растворе различных веществ или ионов, способных восстанавливаться или окисляться на электроде, при определенных напряжениях вызывает резкое увеличение силы тока, которое зависит от концентрации веществ в растворе.
6. Другие методы анализа
Для анализа воздуха применяют и другие современные методы исследования:
- атомно-абсорбционную спектрофотометрию;
- хромато-масс-спектрометрию;
- нейтронно-активационный;
- флюоресцентный метод и др.
Большое значение для промышленной гигиены имеют методы экспресс-анализа.
Для быстрого решения вопроса о степени загрязнения воздушной среды вредными веществами применяют экспресс-методы, доля которых среди всех методов химического анализа лабораторий пока составляет около 20%.
Экспресс-исследования могут осуществляться путем колориметрии растворов по стандартным шкалам, колориметрии с применением реактивной бумаги, линейно-колористическими методами с применением тест-систем и индикаторных трубок.
В основе этих методов почти всегда лежат цветные реакции.
В настоящее время наибольшее распространение получил экспресс-метод обнаружения и измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны с помощью индикаторных трубок.
На основании Федерального закона от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» индикаторные трубки, как средство измерения, подлежат обязательной сертификации на утверждение типа средств измерения и включению в Государственный реестр.
Индикаторные трубки ЗАО «Крисмас+» модели ТИ-[ИК-К] внесены в Государственный реестр средств измерений РФ (№ Госреестра 24321-13), а также Государственные реестры Республики Беларусь (№8895) и Республики Казахстан (№10029).
Сущность метода заключается в изменении окраски индикаторного порошка в результате реакции с вредным веществом (газом или паром), содержащимся в анализируемом воздухе, протягиваемом через трубку.
Одним из важнейших разделов современной аналитической химии является полевой анализ.
Полевой анализ – это совокупность методов химического анализа, реализуемых во внелабораторных («полевых») условиях.
В раздел «полевой анализ» включаются определения, проводимые с использованием портативных, т.е. перевозимых или переносных приборов
( портативные газоанализаторы, газовые хроматографы, ИК-спектрометры и т.д.), а также с помощью тест-методов.
Все тест-методы можно разделить на две группы: для анализа газообразных компонентов и компонентов, находящихся в растворенном виде.
Преимуществами тест-методик являются высокая экспрессность, простота исполнения и относительная дешевизна определения.
Одна из важнейших тенденций развития аналитической химии – перенос химического анализа из стационарной лаборатории «в поле».
Полевым анализом считается любой химический анализ, выполненный на месте, где находится объект анализа, т.е. вне лаборатории.
Анализ «на месте» - это современное, перспективное, быстро развивающееся направление. Существуют острые потребности во внелабораторном анализе.
Анализ «на месте» имеет много достоинств. Экономится время и средства на доставку проб в лабораторию и на сам лабораторный анализ.
При анализе «на месте» обычно снижаются требования к квалификации исполнителя (используются более простые средства анализа).
Он осуществляется в режиме реального времени, что позволяет без промедления начать действия по устранению источников и последствий происшествий. Главное достоинство в том, что часто анализ в стационарной лаборатории вообще невыполним или не имеет смысла, т. к. изменяются формы существования компонентов.
Полевой анализ предполагает использование так называемых тест-методов и тест-систем. Практически все задачи внелабораторного анализа могут быть решены с помощью тест-систем.
Тест-системы для химического анализа представляют собой простые, портативные, легкие и дешевые аналитические средства и соответствующие экспрессные методики для обнаружения и определения веществ без существенной пробоподготовки (иногда без отбора проб), без использования сложных стационарных приборов, лабораторного оборудования, без самой лаборатории, без сложной обработки результатов, а также подготовленного персонала; в большинстве случаев применяют автономные средства однократного использования.
Задачи, решаемые с помощью газового анализа:
- Контроль технологии производства газов и газовых смесей;
- Входной контроль состава газов и газовых смесей при их применении;
- Аналитическое обеспечение решения экологических и санитарных задач, а также задач поисковой геологии (атомхимические методы);
- Контроль степени и состава газового насыщения жидкостей различной природы и назначения;
- Контроль уровня и состава газосодержания твердых веществ и материалов при проведении научных исследований и в промышленных условиях.
- Анализ газов высокой чистоты;
- Анализ сложных газовых смесей;
- Анализ неорганических газов;
- Анализ органических газов;
- Анализ реакционно-активных газов;
- Определение количества и состава дисперсных включений в газах;
- Лабораторный анализ;
- Анализ на технологических линиях;
- Дистанционный анализ.
Большое распространение получили приборы, основанные на фотометрическом измерении концентраций вредных газов воздуха в растворе или на индикаторной ленте. Эти приборы универсальны и путем подбора характерных цветных реакций могут быть применены для определения многих газов.
За дополнительной информацией обращайтесь:
+7 (800) 302-92-25 (звонок по России бесплатный)+7 (812) 575-54-07
+7 (812) 575-50-81
+7 (812) 575-55-43
+7 (812) 575-57-91
E-mail: info@christmas-plus.ru
Подписывайтесь на наш канал в Рутюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.
Товары
Все
9
Тест-системы для газового анализа
3
